Reléový obvod: princip činnosti zařízení, vlastnosti připojení k elektrickému obvodu

Relé je systém spínačů potřebný pro spínání, odpojování a zapojování elektrických obvodů. Účelem použití spínacího zařízení je vytvořit specifické provozní podmínky pro zařízení. Připojení relé znamená vytvoření zátěže na spínači, který zařízení ovládá.

Reléové mechanismy

Reléové zařízení je vyrobeno ve tvaru cívky, navinuté velkým množstvím měděného drátu. Uvnitř je kovové jádro-tyč, upevněné na jhu – destičce ve tvaru L. Nad jádrem a cívkou je kotva – kovová destička, která drží vratnou pružinu. Pohyblivé kontakty jsou připevněny k kotvě a pevné kontakty jsou naproti nim.

Jednotkou cívky a jádra je elektromagnet a jednotkou jádra, kotvy a cívky je magnetický obvod. Kontakty zajišťují ovládání elektrického obvodu, jeho otevírání a zavírání.

Princip činnosti

Princip činnosti 4pinového nebo 12voltového modelového relé je podobný. Bez přivedení napětí na zařízení je kotva odstraněna z jádra pomocí vratné pružiny.

V okamžiku přiložení napětí se vinutím začne pohybovat proud, jehož magnetické pole působí na jádro. Magnetizovaný prvek překonáním sil vratné pružiny přitahuje kotvu. Jeho aktivní kontakty se pohybují, otevírají nebo zavírají se stacionárními.

Po zastavení napájení proud vinutím mizí a jádro je demagnetizováno. Vratná pružina vrací kotvu a kontakty do původního stavu.

Typy relé

Reléová zařízení jsou klasifikována podle několika parametrů.

Počet fází

• jednofázové – určené k napájení obytných prostor;
• Třífázové – vhodné pro použití v průmyslových podmínkách.

Třífázové napájecí zdroje vypnou napájení všech zařízení, když dojde k přepětí na jednom z vedení.

Typ spínání

Můžete si zakoupit následující modely:

• maximum – zvýšit parametr napětí na určitou hodnotu;
• minimum – snížit indikátor na zadanou hodnotu.

Prahovou hodnotu napětí nenastavuje uživatel.

Typ aktivace vnímacího prvku

Snímacím prvkem, po jehož zapnutí bude zařízení fungovat, je elektromagnet, magnetoelektrická jednotka, indukční nebo elektrodynamický systém. V závislosti na typu existují relé:

• primární s přímým připojením kontaktů k síti;
• sekundární – lze připojit přes měřicí indukční nebo kapacitní transformátory;
• mezilehlé – zesilují nebo transformují signály primárních/sekundárních modelů.

Funkce snímacího prvku spočívá v transformaci napětí do procesu pohybu kotvy vzhledem k jhu.

Typ regulace zatížení

K regulaci napětí se používají následující modely:

• přímá akce – zátěž je spínána kontakty;
• nepřímé působení – zátěž je připojena k sekundárním prvkům.

Zatížení se aplikuje a zavěšuje v určitých intervalech.

Typ vstupního signálu

V prodeji lze nalézt následující spínací zařízení:

• elektronické – zajišťují regulaci napětí za podmínek vysokého zatížení. Ovládání osvětlení a součástí vozidla;
• jazýčkové spínače – malé modely ve tvaru cívky. Určené k zapínání, spínání a rozpínání sítě. Citlivé na mechanické nárazy a ultrazvuk;
• elektrotermické – vypínání a zapínání elektrického proudu ohřevem bimetalické desky. Používá se pro elektromotory ve výrobě, uspořádání jednofázových nebo třífázových elektrických sítí;
• časové zpoždění – zpomalovací obvody se používají k vytváření krátkých pauz. Zařízení fungují v autech, semaforech a vánočních girlandách;
• Časovače osvětlení – umožňují naprogramovat osvětlení skleníků, akvárií a komplexů pro hospodářská zvířata. K nim jsou připojeny ohřívače a ventilátory;
• elektromagnetické – proud statického vinutí je aktivován vlivem magnetického pole. Zařízení s průměrným zatížením do 320 A a napětím do 1,6 kW mohou pracovat pouze ve stejnosměrné síti.

Konstrukčně má standardní regulátor podobu pouzdra pro montáž na DIN lištu. Některé modely jsou vyráběny ve formě adaptérů a prodlužovačů.

Funkce kontaktu

Konstrukčně se kontaktní mezilehlé relé skládá ze tří typů prvků.

Normálně otevřené

Jsou v rozepnutém stavu, dokud není do cívky přivedeno napájení. Relé se aktivuje po přivedení napětí a kontakty se sepnou. Elektrická síť je uzavřena.

Normálně zavřeno

Fungují na obráceném principu, v okamžiku, kdy je relé odpojeno od napětí, jsou v sepnutém stavu. Po objevení napětí se relé aktivuje, kontakty a obvod se rozpojí.

Reverzibilní

Když je cívka bez napětí, střední společný kontakt kotvy se sepne se stacionárním kontaktem. Po sepnutí relé se střední prvek spolu s kotvou posune ve směru stacionárního kontaktu a sepne s ním. Spojení s prvním stacionárním kontaktem se přeruší.

Modely s více kontaktními skupinami umožňují ovládání více obvodů.

Schéma reléového obvodu

Schéma zapojení relé je na krytu umístěno výrobcem. Samotné zařízení má tvar obdélníku, označeného značkou K s číslem. Pro označení kontaktů bez zátěže se používá písmeno K se dvěma číslicemi oddělenými tečkou. První je sériové číslo zařízení, druhé je sériové číslo kontaktů.

Kontaktní skupiny v blízkosti cívky jsou označeny přerušovanou čarou. Parametry kontaktů a maximální spínací proud jsou také uvedeny pod schématem zapojení. Na cívku relé je přiveden druh proudu a napětí za provozních podmínek.

Schémata zapojení

Modul se připojuje ke spotřebitelům v závislosti na provedení a počtu kontaktů.

S více kontakty

Schéma aktivace a provozu světelného relé, sestávající z 4 pinů umožňuje připojení mlhových světel pomocí pojistky:

1. Nalezení dodatečného napětí přeříznutím červeného drátu na pojistkové skříni a připájením dalšího.
2. Instalace nástěnné pojistky.
3. Připojení výkonového relé podle číslování kontaktů. 30 – kabel za pojistkou, 87 – kabel přímo k mlhovým světlům, 86 – vodič s háčkem na šroubu poblíž relé.
4. Vytvoření řídicího systému. Tlačítko PTF se vytáhne bez demontáže bloku.
5. Testování vodiče multimetrem a jeho připojení k tělu.
6. Kontrola světlometů a obrysových světel.
7. Opakovaně zvoněte multimetrem a hledejte číslo 12+.

Kontakt 85 je hozen pouze na vodiči, který při dotyku vytváří 12+.

Schéma zapojení pětikolíkový Relé je vhodné pro vytvoření alarmu. Zapojení se provádí následovně:

1. Definice kontaktů. 85 a 86 jsou zodpovědné za cívku, 30 je společný, 87-a je normálně sepnutý, 87 je normálně rozpojený.
2. Napájecí kontakt 85 je připojen k vodiči alarmu.
3. Při zapnutém zapalování je na kontakt cívky 86 přivedeno napětí 12+ voltů.
4. Kontakty 87-a a 30 jsou vhozeny do mezery blokovaného obvodu.
5. Polarita je obrácená. Záporný pól je přiveden na kontakt cívky 85 a kontakt 87, plusový pól je přiveden na kontakt 86 z koncových spínačů. Plus zůstává na 30.

Jako blokátor lze použít palivové čerpadlo, startér, napájení vstřikovačů a zapalování.

Pro napěťové relé

Schéma zapojení napěťového relé umožňuje montáž zařízení na DIN lištu v rozvaděči. Pro třífázovou síť se provádí následující:

1. Připojovací kabel je určen – měděný, s průřezem 1,5-2,5 mm2.
2. Vstupní kontakty jsou připojeny přes spouštěč nebo stykač.
3. Fáze se nachází pomocí značek A, B, C a nulového vývodu N.
4. Vodiče tří fází jsou připojeny k odpovídajícím horním svorkám zařízení.
5. Vodič svorky č. 1 je připojen k výstupu cívky.
6. Svorka č. 3 je připojena k fázi, která obchází napěťové relé.
7. Výstup č. 2 cívky stykače musí být připojen k nulovému vodiči sítě.
8. Zátěžové vodiče jsou připojeny ke svorkám spouštěče na výstupu.
9. Nulové vodiče v rozvodné skříni jsou připojeny ke společnému nulovému vodiči.

Pro snadné připojení uzlů se podívejte na schéma na těle relé.

Nastavení relé

Obvod pro sepnutí libovolného relé bude fungovat pouze za podmínek správné konfigurace. Uživatel si může nastavit prahovou hodnotu pro maximální a minimální hodnotu, zvolit zpoždění aktivace a opětovné sepnutí po restartu.

Po výběru typu spínacího relé a po pochopení jeho schématu si můžete sami vytvořit elektrický obvod. Při práci byste měli vzít v úvahu typ kontaktů, typ zařízení a princip jeho činnosti.

Relé jsou široce používána nejen v průmyslu, ale také v každodenním životě. Tato zařízení jsou určena pro spínání elektrických sítí a ovládání různých elektrických spotřebičů. Pokud rozumíte jejich konstrukčním prvkům, principům fungování a reléovému obvodu, budete schopni samostatně řešit různé praktické problémy.

Princip

Relé jsou klasifikována podle různých kritérií. V souladu s principem činnosti mohou být zařízení elektromagnetická, elektronická, tepelná atd. Vzhledem k tomu, že první dva typy zařízení se nejčastěji používají v každodenním životě, stojí za to je podrobněji zvážit.

Magnetické zařízení

Relé tohoto typu mají poměrně jednoduchý design a atraktivní cenu. Když je do cívky přiveden proud, v jejím vinutí se vytvoří emf. To vede ke vzniku magnetického pole v jádru, které přitahuje kotvu. Tento konstrukční prvek je spojen s pohyblivými kontakty, které uzavírají ty pevné. Pokud proud klesne na určitou hodnotu, pružina vrátí kotvu do původní polohy a obvod se otevře.

Pro zajištění vyšší přesnosti provozu se do konstrukce elektromagnetického zařízení často zavádějí rezistory. Tato zařízení jsou také vybavena ochranou proti přepětí a jiskření.

Tyto problémy lze vyřešit pomocí kondenzátorů. Mezi výhody elektromagnetických relé patří nízká cena, odolnost proti rušení a schopnost spínat elektrické obvody s velkou zátěží při kompaktních rozměrech.

Zařízení má však také některé nevýhody:

• Relativně nízká rychlost odezvy. To výrazně omezuje rozsah použití ochrany jako ochranného zařízení.
• Kontaktní plochy podléhají oxidaci a deformaci vlivem jisker. V důsledku toho se snižuje životnost zařízení.
• Během provozu dochází k hluku. Pro ochranu elektronických součástek musí být relé stíněná.

Elektronické zařízení

Použití polovodičů při výrobě relé umožňuje zbavit se mnoha nevýhod, charakteristické pro elektromagnetické modely. Tranzistor je prvek, který se dokonale vyrovná s rolí spínače. Když se na přechod báze-emitor přivede napětí s určitými charakteristikami, začne obvodem kolektor-emitor protékat elektrický proud.

Jeho jmenovitá hodnota bude výrazně vyšší ve srovnání se základním obvodem. Právě tato vlastnost tranzistorů se využívá k zesílení signálů. Pokud porovnáme elektromagnetická a elektronická relé, pak mají tyto výhody následující výhody:

• Polovodičové přechody časem neztrácejí svoji funkčnost.
• Mají malé rozměry a hmotnost.
• Vysoká rychlost odezvy.
• Ani při stovkách tisíc sepnutí za sekundu elektronická zařízení neselžou.

Bohužel jsou zde i některé nevýhody. Mezi nimi je hlavní nestabilita vůči elektromagnetickému rušení. Některá zařízení mohou být poškozena statickým nábojem.

Při provozu zařízení se navíc uvolňuje velké množství tepelné energie, kterou je nutné odvádět.

Funkce připojení

Existuje mnoho typů relé. Schéma zapojení relé si můžete prostudovat na příkladu mezilehlého zařízení. Našel široké uplatnění v různých automatizačních a řídicích systémech. Zařízení lze připojit k elektrickému obvodu paralelně nebo sériově. Nejčastěji jsou zařízení vybavena několika páry kontaktů. Je třeba si uvědomit, že mohou být dvou typů:

• Normálně otevřené. Označují se písmeny NO.
• Normálně zavřeno. Značeno písmeny NC.

Za normální stav zařízení se považuje nepřítomnost signálu na vinutí. Protože cívky nemají specifickou polaritu, mohou být kontakty zapojeny v libovolném pořadí. Zařízení se instaluje mezi akční člen nebo zařízení a zdroj úlohy. Lze jej však použít i jako stykač.

Toto zařízení je vybaveno čtyřmi skupinami kontaktů. Tři z nich slouží k ovládání zátěže a jeden je nutný k udržení elektrického proudu na vinutí. K pohybovému čidlu můžete také připojit relé pro automatické ovládání systému osvětlení místnosti. Schéma zapojení je poměrně jednoduché:

• Cívka zařízení je připojena ke snímači.
• Napájecí kontakt je připojen k systému světelného zdroje.

Je třeba si uvědomit, že neexistuje žádné univerzální doporučení pro připojení zařízení. Schémata zapojení se volí v souladu s řešenými úkoly. Jsou si v mnoha ohledech podobné, a pokud rozumíte jednomu z nich, neměly by být problémy s používáním ostatních.