Solenoīda vadības releji, kā relejs darbojas
Relejs ir elektriskā ierīce, kas paredzēta elektrisko ķēžu pārslēgšanai (pēkšņai izejas vērtību maiņai) noteiktām elektrisko vai neelektrisko ieejas vērtību izmaiņām.
Releju elementus (relejus) plaši izmanto vadības un automatizācijas shēmās, jo tos var izmantot lielu izejas jaudu vadīšanai ar mazjaudas ieejas signāliem; izpildīt loģiskās operācijas; daudzfunkcionālu releju ierīču izveide; veikt elektrisko ķēžu pārslēgšanu; fiksēt vadāmā parametra novirzes no iestatītā līmeņa; pilda atmiņas elementa funkcijas u.c.
Pirmo stafeti izgudroja amerikānis Dž. Henrijs 1831. gadā un balstoties uz elektromagnētisko darbības principu, jāatzīmē, ka pirmais relejs nebija komutācijas relejs, bet pirmo komutācijas releju izgudroja amerikānis S.Breeze Morse 1837. gadā, kuru vēlāk izmantoja telegrāfa aparātā... Vārds relay cēlies no angļu valodas relay, kas nozīmē nogurušos pasta zirgus nomainīt stacijās vai stafetes kociņu (stafeti) nodot nogurušam sportistam.
Stafetes klasifikācija
Relejus klasificē pēc dažādiem kritērijiem: pēc ievades fizisko lielumu veida, uz ko tie reaģē; pēc funkcijām, ko tās veic vadības sistēmās; pēc konstrukcijas utt. Pēc fizisko lielumu veida izšķir elektriskos, mehāniskos, termiskos, optiskos, magnētiskos, akustiskos u.c. relejs. Jāņem vērā, ka relejs var reaģēt ne tikai uz noteikta daudzuma vērtību, bet arī uz vērtību atšķirībām (diferenciālreleji), uz daudzuma zīmes izmaiņām (polarizētie releji) vai uz ievades daudzuma izmaiņu ātrums.
Releja ierīce
Relejs parasti sastāv no trim galvenajiem funkcionālajiem elementiem: sajūtu, starpposma un izpildvaras.
Uztverošais (primārais) elements uztver kontrolēto daudzumu un pārvērš to citā fizikālā lielumā.
Starpelements salīdzina šīs vērtības vērtību ar uzdoto vērtību un, kad tā tiek pārsniegta, pārraida pirmo darbību uz piedziņu.
Izpildmehānisms nodod efektu no releja uz kontrolētajām ķēdēm. Visus šos elementus var izteikt vai apvienot viens ar otru.
Sensitīvajam elementam atkarībā no releja mērķa un fiziskā daudzuma veida, uz kuru tas reaģē, var būt atšķirīgs dizains gan darbības principa, gan ierīces ziņā.Piemēram, pārstrāvas relejā vai sprieguma relejā jutīgais elements ir izgatavots elektromagnēta veidā, spiediena slēdzī - membrānas vai uzmavas veidā, līmeņa slēdzī - pludiņā utt.
Pēc piedziņas ierīces releji ir sadalīti kontakta un bezkontakta.
Kontaktu releji iedarbojas uz vadāmo ķēdi, izmantojot elektriskos kontaktus, kuru slēgtais vai atvērtais stāvoklis ļauj nodrošināt vai nu pilnīgu īssavienojumu, vai pilnīgu izejas ķēdes mehānisku pārtraukumu.
Bezkontakta releji ietekmē vadāmo ķēdi ar pēkšņām (pēkšņām) izejas elektrisko ķēžu parametru izmaiņām (pretestība, induktivitāte, kapacitāte) vai sprieguma līmeņa (strāvas) izmaiņām.
Releja īpašības
Releja galvenos raksturlielumus nosaka atkarības starp izejas un ieejas lielumu parametriem.
Tiek izdalīti šādi galvenie releja raksturlielumi.
1. Releja iedarbināšanas lielums Xcr — ieejas vērtības parametra vērtība, pie kuras relejs tiek ieslēgts. Ja X < Xav, izejas vērtība ir vienāda ar Umin, ja X ³ Xav, Y vērtība pēkšņi mainās no Umin uz Umax un relejs ieslēdzas. Pieņemšanas vērtību, ar kuru tiek noregulēts relejs, sauc par uzdoto vērtību.
2. Releja iedarbināšanas jauda Psr — minimālā jauda, kas jānodrošina uztverošajam orgānam, lai to pārvestu no miera stāvokļa uz darbības stāvokli.
3. Kontrolētā jauda Rupr — jauda, ko pārslēgšanas procesā kontrolē releja komutācijas elementi.Attiecībā uz vadības jaudu tiek izdalīti releji mazjaudas ķēdēm (līdz 25 W), releji vidējas jaudas ķēdēm (līdz 100 W) un releji lieljaudas ķēdēm (virs 100 W), kas pieder uz jaudas relejiem un tiek saukti par kontaktoriem.
4. Releja reakcijas laiks tav — laika intervāls no Xav signāla līdz releja ieejai līdz darbības sākumam vadāmajā ķēdē. Atbilstoši reakcijas laikam ir normāli, ātrgaitas, aizkavētie releji un laika releji. Parasti parastajiem relejiem tav = 50 ... 150 ms, ātrgaitas relejiem tav 1 s.
Elektromagnētisko releju darbības princips un ierīce
Pateicoties vienkāršajam darbības principam un augstajai uzticamībai, elektromagnētiskie releji tiek plaši izmantoti automatizācijas sistēmas un elektroinstalācijas aizsardzības shēmās. Elektromagnētiskos relejus iedala līdzstrāvas un maiņstrāvas relejos. Līdzstrāvas releji ir sadalīti neitrālos un polarizētos. Neitrālie releji vienādi reaģē uz līdzstrāvu abos virzienos, kas plūst caur tās spoli, un polarizētie releji reaģē uz vadības signāla polaritāti.
Elektromagnētisko releju darbības pamatā ir elektromagnētisko spēku izmantošana, kas rodas metāla serdenī, kad strāva iet caur tās spoles pagriezieniem. Releja daļas ir uzmontētas uz pamatnes un pārklātas ar vāku. Virs elektromagnēta serdes ir uzstādīta kustīga armatūra (plāksne) ar vienu vai vairākiem kontaktiem. Pretī tiem ir attiecīgi pārī savienoti fiksētie kontakti.
Sākotnējā stāvoklī enkuru notur atspere. Pieliekot spriegumu, elektromagnēts piesaista armatūru, pārvarot tā spēku un aizver vai atver kontaktus atkarībā no releja konstrukcijas.Pēc sprieguma atslēgšanas atspere atgriež armatūru sākotnējā stāvoklī. Dažiem modeļiem var būt iebūvēti elektroniskie komponenti. Šis ir rezistors, kas savienots ar spoles tinumu skaidrākai releja iedarbināšanai, vai/un kondensators paralēli kontaktiem, lai samazinātu loka izbūvi un troksni.
Vadāmā ķēde nekādā veidā nav elektriski savienota ar vadības ķēdi; turklāt kontrolētajā ķēdē strāvas vērtība var būt daudz lielāka nekā vadības ķēdē. Tas ir, releji būtībā darbojas kā strāvas, sprieguma un jaudas pastiprinātājs elektriskajā ķēdē.
Maiņstrāvas releji darbojas, kad to spolēm tiek pievadīta noteiktas frekvences strāva, tas ir, galvenais enerģijas avots ir maiņstrāvas tīkls. Maiņstrāvas releja konstrukcija ir līdzīga līdzstrāvas releja uzbūvei, tikai serde un armatūra ir izgatavota no elektrotērauda loksnēm, lai samazinātu histerēzes zudumus un virpuļstrāvas.
Elektromagnētisko releju priekšrocības un trūkumi
Elektromagnētiskajam relejam ir vairākas priekšrocības, kuru pusvadītāju konkurentiem nav:
- spēja pārslēgt slodzi līdz 4 kW ar releja tilpumu mazāku par 10 cm3;
- izturība pret impulsu pārspriegumiem un destruktīviem traucējumiem, kas rodas zibens izlādes un pārslēgšanas procesu rezultātā augstsprieguma elektrotehnikā;
- izcila elektriskā izolācija starp vadības ķēdi (spoli) un kontaktu grupu — jaunākais 5 kV standarts ir nesasniedzams sapnis lielākajai daļai pusvadītāju slēdžu;
- zems sprieguma kritums slēgtos kontaktos un rezultātā zema siltuma ražošana: pārslēdzot 10 A strāvu, mazs relejs pa spoli un kontaktiem kopumā izkliedē mazāk par 0,5 W, savukārt triac relejs izstaro vairāk nekā 15 W. uz atmosfēru, kas, pirmkārt, prasa intensīvu dzesēšanu, un, otrkārt, pasliktina siltumnīcas efektu uz planētas;
- ārkārtīgi zemas elektromagnētisko releju izmaksas salīdzinājumā ar cietvielu slēdžiem
Atzīmējot elektromehānikas priekšrocības, mēs atzīmējam arī releja trūkumus: zems darbības ātrums, ierobežots (lai gan ļoti liels) elektriskais un mehāniskais resurss, radio traucējumu radīšana, aizverot un atverot kontaktus, un, visbeidzot, pēdējā un nepatīkamā īpašība - problēmas ar induktīvo slodžu un augstsprieguma līdzstrāvas slodžu pārslēgšanu.
Tipiska lieljaudas elektromagnētisko releju pielietošanas prakse ir slodžu pārslēgšana pie 220 V maiņstrāvas vai 5 līdz 24 V līdzstrāvas pie pārslēgšanas strāvas līdz 10-16 A. servo), kvēlspuldzes, elektromagnēti un citi aktīvie, induktīvie un kapacitatīvie patērētāji. elektriskās enerģijas diapazonā no 1 W līdz 2-3 kW.
Polarizēti elektromagnētiskie releji
Viens no elektromagnētisko releju veidiem ir polarizēts elektromagnētiskais relejs. To galvenā atšķirība no neitrālajiem relejiem ir spēja reaģēt uz vadības signāla polaritāti.
Visizplatītākā elektromagnētisko vadības releju sērija
Starpreleju RPL sērija. Releji ir paredzēti lietošanai kā sastāvdaļas stacionārās instalācijās, galvenokārt vadības ķēdēs elektriskajām piedziņām ar spriegumu līdz 440 V līdzstrāvai un līdz 660 V maiņstrāvai ar frekvenci 50 un 60 Hz.Releji ir piemēroti darbībai vadības sistēmās, kurās izmanto mikroprocesoru tehnoloģiju, kur noslēdzošo spoli ieskauj ierobežotājs vai ar tiristoru vadību. Ja nepieciešams, starprelejam var uzstādīt vienu no tālāk norādītajiem. spraudņi PKL un PVL… Kontaktu nominālā strāva — 16A
Starpreleju sērija RPU-2M. Starpreleji RPU-2M paredzēti darbam elektriskajās ķēdēs maiņstrāvas ar spriegumu līdz 415V, frekvenci 50Hz un līdzstrāvu ar spriegumu līdz 220V kontrolei un rūpnieciskai automatizācijai.
Releju sērijas RPU-0, RPU-2, RPU-4. Releji tiek ražoti ar līdzstrāvas uztveršanas spolēm 12, 24, 48, 60, 110, 220 V spriegumam un strāvai 0,4 - 10 A un maiņstrāvas uztveršanas spoles 12, 24, 36, 110, 127, 220, 20, 20, 380 un strāvas 1 — 10 A. Relejs RPU-3 ar barošanas spolēm DC — spriegumiem 24, 48, 60, 110 un 220 V.
Starpreleju sērija RP-21 ir paredzēta izmantošanai maiņstrāvas elektrisko piedziņu vadības ķēdēs ar spriegumu līdz 380 V un līdzstrāvas ķēdēs ar spriegumu līdz 220 V. RP-21 releji ir aprīkoti ar ligzdām lodēšanai, din. sliede vai skrūve.
RP-21 releja galvenie raksturlielumi. Barošanas sprieguma diapazons, V: līdzstrāva — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 maiņstrāva ar frekvenci 50 Hz — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 maiņstrāva ar frekvenci no 60 Hz — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Nominālais kontaktu ķēdes spriegums, V: līdzstrāvas relejs — 12 … 220, maiņstrāvas relejs — 12 … 380 Nominālā strāva — 6,0 A Aizvērto kontaktu skaits . / atpūta / slēdzis — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Mehāniskā izturība - vismaz 20 miljoni ciklu.
Elektromagnētiskais līdzstrāvas relejs RES-6 sērija kā starprelejs ar spriegumu 80 — 300 V, pārslēgšanas strāva 0,1 — 3 A
To izmanto arī kā elektromagnētisko releju starpsēriju RP-250, RP-321, RP-341, RP-42 un virkni citu, ko var izmantot kā sprieguma releju.
Kā izvēlēties elektromagnētisko releju
Darba spriegumiem un strāvām releja spolē jābūt pieļaujamajām vērtībām. Darba strāvas samazināšanās spolē noved pie kontakta uzticamības samazināšanās un spoles pārkaršanas palielināšanās, releja uzticamības samazināšanās pie maksimāli pieļaujamās pozitīvās temperatūras Pat īslaicīga padeve. ar paaugstinātu darba spriegumu releja spolei nav vēlams, jo tas izraisa mehāniskus pārspriegumus magnētiskās ķēdes daļās un kontaktu grupās, un spoles elektriskais pārspriegums, kad ķēde tiek atvērta, var izraisīt izolācijas pārrāvumu.
Izvēloties releja kontaktu darbības režīmu, ir jāņem vērā ieslēgtās strāvas vērtība un veids, slodzes raksturs, kopējais pārslēgšanas skaits un biežums.
Pārslēdzot aktīvās un induktīvās slodzes, visgrūtākais kontaktiem ir ķēdes atvēršanas process, jo šajā gadījumā loka izlādes veidošanās dēļ notiek kontaktu galvenais nodilums.
Niedru slēdzis un niedru releji
Kā pārtīt elektrisko ierīču spoļu tinumus uz cita veida strāvu