Instalace relé. Elektromagnetické relé: zařízení, značení, typy připojení a nastavení.

Relé je spínací zařízení (CD), které připojuje nebo odpojuje obvod elektronického nebo elektrického obvodu, když se změní hodnoty vstupního proudu. Než přejdeme k podrobné úvaze o tom, co je relé, jak funguje, na jakém principu funguje a kde se používá, možná si musíme zjistit, kdy se toto zařízení poprvé objevilo a kdo je jeho vynálezcem.

historie

Prvenství vytváření relé je diskutabilní. Někteří tvrdí, že toto zařízení bylo poprvé zkonstruováno v letech 1830-1832. Ruský vědec Shilling P.L. a byl hlavním prvkem vyvolávacího mechanismu ve verzi telegrafu, kterou vyvinul.

Jiní vědečtí historici připisují prvenství vynálezu slavnému fyzikovi J. Henrymu, který v roce 1835 vyvinul kontaktní relé a zároveň zdokonalil telegrafní přístroj, který vytvořil v roce 1831. První solenoid fungoval na principu elektromagnetické indukce a byl nespínacím zařízením.

Relé jako nezávislé zařízení bylo poprvé zmíněno v telegrafním patentu vydaném Samuelu Morozovi.

Jak vidíte, první oblastí použití tohoto spínacího zařízení byl telegraf a teprve později, s rozvojem technologie, se začal používat v elektrických a elektronických zařízeních.

Konstrukce a princip činnosti relé

Relé je cívka skládající se z nemagnetické základny, na které je navinut měděný drát s tkaninou nebo syntetickou izolací, nejčastěji však s povlakem dielektrického laku. Uvnitř cívky namontované na nevodivé základně je umístěno kovové jádro. Zařízení dále obsahuje pružiny, kotvu, spojovací prvky a páry kontaktů.

Při přivedení proudu do vinutí elektromagnetu (solenoidu) jádro přitáhne kotvu, která se připojí ke kontaktu a elektrický nebo elektronický obvod se uzavře. Když proud klesne na určitou hodnotu, kotva se působením pružiny vrátí do své původní polohy, v důsledku čehož se obvod otevře.

Hladšího a přesnějšího provozu je dosaženo použitím odporů a ochrana proti napěťovým rázům a jiskření je zajištěna instalací kondenzátorů.

Většina elektromagnetických relé nemá jeden, ale několik párů kontaktů, což umožňuje ovládat několik obvodů současně.

Stručně řečeno, tento typ spínacího zařízení pracuje na principu elektromagnetické indukce. Díky poměrně jednoduchému principu činnosti jsou relé v provozu vysoce spolehlivá.

Níže uvedené video vysvětluje princip fungování elektromagnetické řídicí jednotky:

Hlavní charakteristiky UK

Mezi hlavní charakteristiky, kterým byste měli věnovat pozornost při výběru tohoto typu spínacího zařízení, patří:

• citlivost – spouští se proudem dodávaným do vinutí o určité síle dostatečné k zapnutí zařízení;
• odpor vinutí elektromagnetu;
• ovládací napětí (proud) – minimální přípustná hodnota dostatečná pro sepnutí kontaktů;
• spouštěcí napětí (proud) – hodnota parametru, při kterém se KU vypne;
• čas přitažení a uvolnění kotvy;
• pracovní frekvence s provozním zatížením kontaktů.

Klasifikace a k čemu je potřeba relé

Vzhledem k tomu, že relé jsou vysoce spolehlivá spínací zařízení, není divu, že našla široké uplatnění v celé řadě oblastí lidské činnosti. Používají se v průmyslu k automatizaci pracovních procesů, stejně jako v každodenním životě v široké škále zařízení, například v běžných ledničkách a pračkách.

Relé mají komplexní klasifikaci a dělí se do několika skupin:

• ovládání elektrických a elektronických systémů;
• ochrana systémů;
• automatizace systémů.

Podle zásady jednání:

• termální;
• elektromagnetické;
• magnetoelektrický;
• polovodič;
• indukce.

Na základě příchozího parametru způsobujícího aktivaci řídicí jednotky:

• z proudu;
• z napětí;
• od moci;
• z frekvence.

Na principu ovlivňování ovládací části zařízení:

• Kontakt;
• bezkontaktní.

V závislosti na typu a klasifikaci se relé používají v domácích spotřebičích, automobilech, vlacích, obráběcích strojích, počítačovém vybavení atd. Nejčastěji se však tento typ spínacího zařízení používá k ovládání velkých proudů.

Hlavní typy relé a jejich účel

Výrobci konfigurují moderní spínací zařízení tak, aby k provozu došlo pouze za určitých podmínek, například když se zvýší proud tekoucí na vstupní svorky řídicí jednotky. Níže se krátce podíváme na hlavní typy solenoidů a jejich účel.

Elektromagnetická relé

Elektromagnetické relé je elektromechanické spínací zařízení, jehož princip činnosti je založen na působení magnetického pole vytvářeného proudem ve statickém vinutí na kotvu. Tento typ řídicí jednotky se dělí na elektromagnetická (neutrální) zařízení, která reagují pouze na hodnotu proudu přiváděného do vinutí, a polarizovaná, jejichž činnost závisí jak na hodnotě proudu, tak na polaritě.

Elektromagnetická relé používaná v průmyslových zařízeních jsou v mezipoloze mezi silnoproudými zařízeními (magnetické spouštěče, stykače atd.) a slaboproudými zařízeními. Nejčastěji se tento typ relé používá v řídicích obvodech.

AC relé

Tento typ relé, jak název napovídá, pracuje, když je do vinutí přiváděn střídavý proud o určité frekvenci. Toto spínací zařízení pro střídavý proud s nebo bez řízení přechodu fázovou nulou je blok tyristorů, usměrňovacích diod a řídicích obvodů. Střídavá relé mohou být vyrobena ve formě modulů na bázi transformátoru nebo optické izolace. Tyto KU se používají ve střídavých sítích s maximálním napětím 1,6 kV a průměrným zatěžovacím proudem do 320 A.

Někdy není provoz elektrické sítě a zařízení možný bez použití mezilehlého relé 220 V Typicky se řídicí jednotka tohoto typu používá, pokud je nutné otevřít nebo otevřít vícesměrné kontakty obvodu. Pokud se například používá osvětlovací zařízení se snímačem pohybu, pak je jeden vodič připojen k snímači a druhý dodává elektřinu do lampy.

Funguje to takto:

1. dodávání proudu do prvního spínacího zařízení;
2. z kontaktů prvního KU proud teče do dalšího relé, které má vyšší charakteristiky než předchozí a je schopné snášet proudy s vysokými hodnotami.

Funkce malého relé 220V AC jsou velmi rozmanité a jsou široce používány jako pomocné zařízení v různých oblastech. Tento typ řídicí jednotky se používá v případech, kdy hlavní relé nezvládá svůj úkol nebo když existuje velké množství řízených sítí, které již nejsou schopny obsluhovat hlavní jednotku.

Mezilehlé spínací zařízení se používá v průmyslových a lékařských zařízeních, dopravě, chladicích zařízeních, televizorech a dalších domácích spotřebičích.

DC relé

Stejnosměrná relé se dělí na neutrální a polarizovaná. Rozdíl mezi nimi je v tom, že polarizované DC IC jsou citlivé na polaritu aplikovaného napětí. Kotva spínacího zařízení mění směr pohybu v závislosti na silových pólech. Neutrální elektromagnetická stejnosměrná relé jsou nezávislá na polaritě napětí.

Elektromagnetické stejnosměrné řídicí jednotky se používají především tam, kde není možnost připojení k elektrické síti AC.

Mezi nevýhody stejnosměrných elektromagnetů patří nutnost použití napájecího zdroje a vyšší cena oproti střídavým řídicím jednotkám.

Toto video ukazuje schéma zapojení a vysvětluje princip činnosti 4pinového relé:

Elektromagnetické relé (EMR) je elektromechanické zařízení, které rozepnutím nebo sepnutím kontaktů reaguje na změny parametru systému, jehož hlavním úkolem je provádět spínací operace v elektrických obvodech. Spouštění může být provedeno pod vlivem faktorů, jako je elektrický proud, tlak nebo hladina kapaliny nebo světelná energie.

Hlavní oblasti použití v automatizačních systémech

Ve většině případů se EMR používá pro spínání zátěží při spínacím proudu 10–16 A v sítích střídavého (220 V) nebo stejnosměrného (5–24 V). Takové technické vlastnosti umožňují použití relé k ochraně elektrických instalací, jako jsou motory s nízkým výkonem, ohřívače, elektromagnety a další spotřebiče s výkonem až 4 kW. Kromě toho se k ovládání obvodů používají relé

• přístrojové vybavení a automatizace;
• poplašné systémy;
• průmyslová automatizace;
• systémy dálkového ovládání.

EMR jsou zvláště účinné při práci s nízkonapěťovými indukčními zátěžemi s krátkou časovou konstantou (do 10 ms). Současně jsou proudová přetížení při spouštění malá a při vypnutí zařízení nedochází k napěťovým rázům. Schopnost zařízení spínat komplexní zátěže je zajištěna jeho konfigurací se skupinami kontaktů navrženými pro příslušné proudy.

Výhody a nevýhody použití EMR

Hlavní argumenty ve prospěch použití elektromagnetického relé v řídicím obvodu elektrického obvodu jsou:

• odolnost vůči účinkům přepětí na sítě;
• schopnost elektrické izolace odolat až 5 kV mezi kontakty a řídicí cívkou;
• mírný pokles napětí na kontaktech v sepnutém stavu;
• schopnost spínat zátěže až do 4 kW při velikosti menší než 10 cm³;
• nízká míra odvodu tepla;
• přítomnost galvanického oddělení mezi kontaktní skupinou a řídicími obvody;
• relativně přijatelnou cenu.

Mezi „nevýhody“ takového technického řešení je třeba vyzdvihnout omezenou mechanickou životnost zařízení, vysokou spotřebu proudu a tvorbu rušení v okamžiku provozu.

Zařízení a princip činnosti

Základem konstrukce EMR je jádro z nemagnetické slitiny s elektrickou cívkou z měděného drátu potaženého dielektrikem (laková, syntetická nebo látková izolace). Při přivedení napětí na vstup se pohyblivý prvek zatáhne, díky čemuž se kontakty pohybují.

Návrh také zajišťuje přítomnost několika funkčních bloků:

• mezilehlé prvky, které zajišťují provoz pohonu;
• ovládací prvky, které přeměňují elektrickou energii na vstupu na magnetické pole);
• akční členy (kontakty) působící přímo na řídicí obvody.

EMR se vyrábějí s normálně uzavřenými, otevřenými kontakty a zařízeními smíšené konstrukce.

Princip činnosti elektromagnetického relé je založen na činnosti magnetického pole, jehož siločáry pronikají do jádra, když je do cívky dodáván elektrický proud. V důsledku toho je k jádru přitahována kotva s magnetickými vlastnostmi. V důsledku toho se skupina kontaktů otevře nebo zavře. Při poklesu napětí vrátí vratná pružina pohyblivý prvek do původního stavu.

Charakteristickým rysem mezilehlých EMR je přítomnost polovodičového časového připojení v zařízení. Ovládá se otáčením rezistoru. Pro snížení inerciálního výkonu může být zařízení vybaveno laminovaným jádrem.

Hlavní typy EMR

Relé EMR se obvykle klasifikují podle několika parametrů. Na základě konstrukčních prvků se dělí kontaktní a bezkontaktní zařízení. V prvním případě mluvíme o zařízeních, která při spuštění působí se skupinou kontaktů na silový obvod a zajišťují spojení nebo přerušení. Ve druhém je podobného výsledku dosaženo změnou jednoho z parametrů (napětí, proud, kapacita, odpor).

V závislosti na způsobu připojení se zařízení dělí na následující typy.

• Primární (zařízení je připojeno přímo k řídicímu obvodu).
• Sekundární, vyžadující připojení k síti přes měřicí transformátor proudu.
• Zprostředkující, operující z výkonných orgánů jiných reléových zařízení. Tento princip činnosti umožňuje násobení nebo zesílení signálu.

V závislosti na typu vstupního napětí se vyrábějí stejnosměrná a střídavá zařízení. První možnost lze zase rozdělit na polarizované a neutrální. Jeho zásadním rozdílem je citlivost zařízení na polaritu zdroje energie (v závislosti na tom kotva mění směr pohybu kotvy).

Mezi nevýhody stejnosměrných zařízení patří relativně vysoká cena a nutnost použití ve spojení s napájecím zdrojem. Takové problémy nevznikají při provozu AC EMR, ale jejich významným „minusem“ budou vibrace během provozu a snížená citlivost.

Proudové relé

Proudové relé je určeno k monitorování tohoto parametru v elektrických spotřebitelských obvodech. Zařízení je možné zapojit do silových obvodů nebo pomocí přístrojového transformátoru. Přenos dat do jiných obvodů se provádí připojením rezistoru.

Hlavním konstrukčním rozdílem proudového relé je konstrukce cívky. Využívá silný vodič, který má nízký odpor a je navinutý na jádru s malým počtem závitů. Pro ovládání specifikovaných parametrů je k dispozici automatický systém zapnutí/vypnutí.

Časové relé

Ve většině případů se časová relé instalují, když je nutné vytvořit spouštěcí kaskády při připojení zařízení s vysokým výkonem. Tento přístup vám umožňuje vyhnout se náhlým rázům zátěže při zapnutí zařízení, které překračují povolené hodnoty. Časové zpoždění zajišťuje přídavný zkratovaný obvod, jehož roli hraje měděná objímka umístěná na jádře.

Princip činnosti časového relé je založen na „zhášení“ síly elektromagnetického pole v důsledku přítomnosti opačně směrovaného proudu. V důsledku toho se vytvoří zpoždění, jehož hodnota může být 0.07–0.15 s. Nastavení se provádí pružinou kotvy EMR. Stejný efekt je pozorován při vypnutí napájení, ale zpoždění může být 0.5–2 s.

Vlastnosti připojení: typická schémata

Nejběžnějším schématem je připojení jednofázové zátěže prostřednictvím reléových kontaktů nebo magnetického spouštěče k ochraně hnacích mechanismů před kolísáním napětí, ke kterým dochází během nouzových situací. Jeho použití umožňuje možnost úpravy provozních parametrů systému v poměrně širokém rozsahu. Můžete například nastavit optimální zpoždění zapnutí.

Typické schéma zapojení přes kontakty relé

Ve schématu na obrázku je relé 220 V připojeno přímo k řízené síti. To umožňuje zařízení měřit vstupní napětí a určit jeho shodu s přijatelnými parametry. Pokud hodnota spadá do specifikovaného rozsahu, aktivuje se automatické opětovné uzavření (automatický restart). S nastaveným časovým intervalem se kontakty sepnou a připojí k síti.

Obvod s magnetickým startérem

Připojení jednofázové zátěže lze provést podle schématu, které zajišťuje řízení spínacích operací pomocí magnetických spouštěčů. Hlavním rozdílem v jeho provozu je skutečnost, že zpočátku je MP zapnuto / vypnuto, což zase připojí nebo odpojí zátěž. Zařízení se vybírá v souladu s charakteristikami připojeného zařízení.

Schéma zapojení mezilehlého relé

Při použití mezilehlého elektromagnetického relé v obvodu závisí jeho konfigurace na povaze připojených zátěží. Ve většině případů zařízení funguje jako stykač, který efektivně rozděluje energii mezi prvky zátěže.

V tomto případě je neutrál připojen přímo ke kontaktu cívky. Napájecí fázový vodič se připojuje přes tlačítko „Stop“, které se spouští otevřením. Jeho druhý kontakt se také připojí k systémové fázi. Normálně sepnuté kontakty se používají pro připojení zátěže a normálně otevřené kontakty mezilehlého EMR se používají pro fázi.

Pro zajištění nepřetržitého napájení cívky je jeden z výstupních kontaktů připojen k zátěži. Kontaktní skupina je uzavřena. Pro odpojení zátěže a EMR se elektrický obvod přeruší pomocí tlačítka „Stop“. Do obvodu lze dodatečně zařadit magnetický spouštěč pro řízení zátěže s vysokým výkonem. K ovládání relé lze použít termostat, světelná čidla a pohybová čidla.

První kontrola

Po instalaci nového zařízení nebo opraveného EMR (po převinutí jeho cívek) je nutné zařízení zkontrolovat. Úplný rozsah práce zahrnuje následující operace.

• Vnější kontrola, vnitřní diagnostika a údržba (čištění, neporušenost těsnění, stav těsnění, vedení).
• Kontrola kontaktní skupiny a mechanismu. Pokud jsou zjištěny závady, jsou upraveny.
• Testování EMR na shodu skutečných technických charakteristik s nominálními parametry, když je relé aktivováno, vráceno, drženo.
• Kontrola elektrické pevnosti izolace.
• Kontrola doby zpoždění při spuštění nebo návratu.
• Testování systému za podmínek sníženého napětí.

Úprava EMR

Metoda měření se může výrazně lišit v závislosti na typu relé. Při provádění úprav je důležité vzít v úvahu následující zásady.

• Oslabení vratné pružiny vede k prodloužení doby návratu a snížení reakčního napětí.
• Pokud zvětšíte počáteční mezeru mezi jádrem a kotvou, zvýší se provozní rychlost a napětí bude vyšší. Stejný efekt je pozorován při nastavování koncové mezery ve vztahu k rychlosti návratu a napětí.
• Se zvýšením počtu zapínacích/rozpínacích kontaktů a současným zvýšením tlaku pružiny se zvyšuje napětí a rychlost návratu a provozu.

Je třeba vzít v úvahu, že jakékoli změny přímo ovlivňují činnost kontaktního systému. Proto je při nastavování parametrů EMR nutné zvolit polohu, ve které bude vratná pružina maximálně napnutá a mezera může poskytnout největší zdvih kotvy.

Základní parametry pro výběr relé

kontaktujte skupinu

Jedním z klíčových parametrů pro výběr EMR je konfigurace jeho kontaktů: mechanismus se nejčastěji otevírá, zavírá nebo spíná. Při výběru musíte vzít v úvahu následující parametry:

• pokles napětí;
• jmenovité zatížení, při kterém se spínání provádí s vysokou spolehlivostí;
• maximální přípustný spínaný výkon, napětí a proud;
• mechanická a elektrická odolnost proti opotřebení;
• pulzní proud;
• minimální zatížení;
• kontaktní materiál.

Технические характеристики

Základem pro výběr elektromagnetického relé 220 V je:

• provozní napětí a proud;
• citlivost (minimální hodnota energie dodávané do vinutí, při které je zařízení schopno spínat);
• doba aktivace, doba uvolnění, vibrace kontaktů;
• návratový koeficient, který se pro EMR různých typů pohybuje od 0.1 do 0.98;
• provozní proud (jeho minimální hodnota, při které dochází k sepnutí, sepnutí nebo rozepnutí kontaktů);
• bezpečnostní faktor (od 1.4 do 2);
• frekvence spínání relé.

Provoz EMR, časté poruchy zařízení

Relé je zařízení s omezenou mechanickou životností: během provozu periodicky vyhoří, kontakty se opotřebují a na jejich povrchu se tvoří uhlíkové usazeniny. Proto je při běžné údržbě EMR nutné čištění. Kromě toho stojí za zvážení, že zařízení jakéhokoli typu je navrženo pro určitý počet operací. To je způsobeno skutečností, že pod vlivem jisker a elektrického oblouku, který vzniká při spínání, dochází k postupné destrukci kovu.

Nejčastějšími problémy, které vznikají při provozu relé, jsou přerušení drátu cívky nebo výskyt mezizávitového zkratu v něm. Příznaky takové poruchy mohou být hlasité hučení EMR nebo selhání zapnutí. Zvenčí může být místní přehřátí a zkraty indikovány ztmavnutím na cívce. Praskavý zvuk z relé může znamenat opotřebení kontaktů.

Když je obvod vypnutý, EMR může zůstat v aktivním stavu, v takovém případě dojde k „přilepení“ kontaktů. Pro kontrolu technického stavu cívky použijte multimetr nebo tester kontinuity. Pokud je obvod uzavřen, nedochází k přerušení. Když je na vinutí přivedeno napětí, skupina kontaktů by měla fungovat a odpor obvodu by měl být nulový. V rámci plánované údržby se zařízení čistí od prachu a nečistot.

Související videa

• Hlavní
• Оборудование
• Startéry, relé, motory