Medziľahlé relé: ako funguje, značenie a typy, nuansy nastavenia a pripojenia

Väčšina elektrických schém sa navrhuje a používa v slaboprúdových systémoch. Hlavným účelom takýchto schém je transformácia vstupných signálov podľa vloženého algoritmu činnosti.

Na galvanické oddelenie obvodov nízkovoltového a vyššieho nominálneho napätia sa používa medziľahlé relé. Vďaka malým rozmerom a spoľahlivosti sú tieto prístroje široko rozšírené v rôznych oblastiach.

Účel a funkcie zariadenia

Tento typ spínača je pomocným prvkom v elektrickom obvode. Multifunkčnosť vzorov umožňuje ich použitie v automatizovaných, ochranných a regulačných schémach.

Používa sa v prípadoch, keď je potreba synchrónneho zopnutia alebo rozopnutia niekoľkých autonómnych elektrických schém, inými slovami – rozmnoženie prúdových kanálov.

Schéma zapojenia núdzového tlačidla automobilu: pomocou jednej kontaktnej línie elektromagnetického relé možno uskutočniť vypnutie spínača a druhou – reprodukovať v bloku alarmu zvukové upozornenie

Kontaktor môže byť použitý aj ako regulátor výkonnejšieho relé, vďaka ktorému sa uskutočňuje spínanie obvodu s vysokým napätím.

Vezmime si napríklad takú situáciu: je potrebné dodať prúd do cievky indukčnosti spínača, kde maximálna okamžitá hodnota elektrickej sily pri zapnutí je 63 A. Avšak splniť takú úlohu pomocou jedného elektromagnetického prístroja nie je možné.

Preto je najprv potrebné priviesť napájanie na cievku jadra oddeľovacieho zariadenia, ktoré využíva vlastné spojenia, zapnúť kontaktor s väčším výkonom, na ktorý bude uložená úloha spínania väčšej sily elektrickej energie.

Taktiež možno súčiastku použiť na vytvorenie umelého oneskorenia činnosti ochranného relé alebo, ako sa hovorí, na vytvorenie časového oneskorenia.

Konštrukčné usporiadanie prístroja

Elektromagnetické zariadenia sa pripájajú k elektrickému obvodu, ktorý vykonáva kontrolu alebo reguláciu výrobkov pripojených k silovému uzlu na účely transformácie. Spustenie môže byť ovplyvnené rôznymi faktormi: elektrické napájanie, svetelná energia, hydrostatický tlak alebo tlak plynu.

Konštrukčné zariadenie elektromagnetického relé:1 – pružina; 2 – pohyblivá kotva; 3 – feromagnetická tyč (jadro); 4 – cievka; 5 – základňa; 6 – jeden alebo viac pevných kontaktov; 7 – výkonný člen

Podľa noriem je najjednoduchšie kontaktné zariadenie koordinované tromi hlavnými časťami: vnímacia, stredná a výkonná. Každá z nich je zastúpená individuálnym mechanizmom, ktorý je zodpovedný za určité činnosti v spínacom systéme.

Primárny, takzvaný citlivý prvok, vykonáva reakciu na vstupný parameter a transformuje ho na fyzikálnu veličinu potrebnú na fungovanie kontaktora.

Takýto vnímaci mechanizmus je stelesnený v elektromagnetickej cievke s jadrom – na schéme je označený číslom 4. V závislosti od siete k nemu môže byť pripojené striedavé alebo jednosmerné napätie.

Medziľahlý článok začína porovnávaciu analýzu transformovanej veličiny s nastaveným vzorom. Akonáhle sa dosiahne nastavená hodnota, uzol prenesie signál z citlivého mechanizmu do výkonného. Táto časť pozostáva z pružín proti pôsobeniu (1) a upokojovačov.

Upokojovacie prvky v kontaktore sa používajú na odstránenie kmitov pohyblivých segmentov, a v časovom relé – na zabezpečenie potrebného časového intervalu

Vo výrobnej časti prostredníctvom spínacích vedení (6) umiestnených na telese nad svorkovnicou sa reprodukuje vplyv na podriadené vedenie a kontakty sa zopínajú.

Princíp činnosti kontaktora

V algoritme činnosti tohto typu relé je zahrnuté využitie elektrodynamických síl vytváraných vo feromagnetiku počas prechodu elektriny po špirále závitov izolovaného drôtu cievky.

Vzhľadom na technické vlastnosti spínača a počet v ňom umiestnených kontaktných spojov, kotva ich buď zopína, alebo rozopína.

Počiatočná poloha L-tyčovej platne (kotvy) je fixovaná pružinou. Privedením prúdu na magnet kotva s umiestneným spínacím kontaktom prekonáva sily pružiny a ťahá sa k zmagnetizovanému poľu.

Pri pohybe driek nachádzajúci sa v rovine kontaktu zachytáva spodnú kontaktnú schému, posúvajúc ju nadol. Ak sa na cievke zastaví prívod elektriny, pružina ťahá späť jarmo a zariadenie nadobúda svoj pôvodný vzhľad.

Pozrime sa na príklade, ako funguje elektromagnetické relé v aute.

Ak ho pripojíme k trojfázovému asynchrónnemu motoru, vykonajú sa nasledujúce činnosti:

1. Štart – zapnutie signalizácie.
2. Aktivácia spúšťača.
3. Zopnutie posledného páru kontaktov v dôsledku – spustenie mechanizmu motora.

Okrem toho práve relé zodpovedá za vypnutie motora pri prerušení reverzu. Tým sa odstraňuje problém náhleho zastavenia motora.

Na rozpoznanie typu elektromagnetického stykača sa vo výrobe používajú značkovacie hodnoty pozostávajúce z množiny písmen a číslic nanesených na zariadení

Tiež je dôležité vedieť, že elektromagnetické relé môže byť vybavené niekoľkými skupinami nastavovacích kontaktov. Počet posledných úplne závisí od určenia konkrétneho modelu prístroja.

Druhy medziľahlých spínačov

Stykače pomocného typu odľahčujú hlavné výkonné zariadenia. Inak by sa podmienky zhášania oblúka stali prísnejšími, čo by spôsobilo nerentabilitu výroby napríklad takých výkonných zdrojov, ako sú tepelné elektrárne (TE).

Používané metódy zapínania

Klasifikácia elektromagnetických spínačov sa vykonáva podľa základných znakov a charakteristík, a to:

• podľa spôsobu zapojenia;
• konštrukčné vlastnosti – počet a typ vinutí, ako aj počet, stav a výkon kontaktných vedení;
• podľa princípu činnosti;
• podľa času zopnutia a návratu do počiatočnej polohy.

V závislosti od určenia sa stykače vyrábajú s napäťovým alebo prúdovým vinutím, prípadne s oboma druhmi súčasne. Rozlišujú sa dva unifikované spôsoby ich pripojenia.

Elektromagnetický prístroj sa musí zapínať nielen pri štandardnom režime činnosti napájacieho zdroja, ale aj pri núdzových ukazovateľoch, pričom pracuje na zníženie prúdu až na 40%

Prvý typ pripojenia – sériový. Prístroj je zapojený sériovo v sekciách vinutí iných zariadení a funguje od prúdu pretekajúceho obvodom tejto slučky.

Ďalší – bočníkový. Zapína sa na menovité hodnoty napätia zdroja operačného prúdu.

Vlastnosti konštrukcie prístroja

Vlastnosti zariadenia zahŕňajú vzorky s jedným závitom napäťového alebo prúdového vinutia (RP-23, RP-252), dvoma (RP-11) a zriedka tromi.

Relé na jednosmerný prúd (RP-23) sa vyrábajú na tieto menovité hodnoty napätia: 12, 24, 48, 110 a 220 V, na striedavý prúd (RP-24) – 127, 220 a 380 V.

Zariadenie RP-23: elektromagnet s vinutím, kotva s driekom, pevné a pohyblivé kontakty, pružina, nastavovacia platnička. Stykač je namontovaný na podstavci a zakrytý krytom.

Spínače typov RP-23 a RP-24 sú určené na fungovanie na galvanickom prúde a majú po 5 kontaktných línií, ktoré môžu byť použité v rôznych kombináciách. Rozdiely medzi nimi sú v ich konštrukcii.

Druhý typ zariadení je vybavený vstavaným mechanickým ukazovateľom rozpojenia. Ich spotrebovaný výkon pri základnom napätí je 6 W. Séria RP-25 a RP-26 pracujú výlučne na striedavý prúd a sú konštruované podobným spôsobom ako predchádzajúce prístroje.

Dodatočný prvok – skratovaný závit na jadre s cievkou, určený na odstránenie vibrácií pohyblivej časti mechanizmu. Ich spotreba energie je rovnaká – 10 W.

V poslednom čase ZAO ČEAZ (závod na výrobu elektroaparátov v Čeboksaroch) namiesto vyššie uvedených modifikácií vykonáva preorientovanie na modernizované modely. Sú to spínače RP16-1 (galvanický prúd) a RP16-7 (striedavý prúd), vybavené dvomi rozpojovacími a štyrmi spojovacími kontaktnými skupinami.

Rozdeľovač novej generácie RP16-7 je určený na začlenenie do selektívnych silových schém ochrany a automatizácie na spínanie elektrickej záťaže.

Dvoj- a trojvinutové periférne zariadenia sa zvyčajne používajú v niekoľkých prípadoch.

Pozrime sa, aké úlohy riešia a aký typ prístroja na to bude potrebný:

1. Pri potrebe aktivácie režimu práce z prúdu a udržania z napätia, napríklad séria RP-232 s jednozávitovou pracovnou cievkou.
2. Ak je potrebné činnosť zariadenia z napätia a zdržanie sa elektrickej energie — RP-233 s dvoma udržiavacími prúdovými závitmi.

Rovnakým spôsobom, namiesto vyššie opísaných kontaktorov ČEAZ zavádza nové modely RP-16-2 – RP16-4 a RP17-1 – RP17-5.

Princíp činnosti spínačov

Kontaktné zariadenia sa používajú v segmente spojov a automatizácie. Na základe princípu práce sa rozdeľujú na neutrálny a polarizovaný (impulzný) typ.

Hlavný rozdiel medzi nimi – v prvých posun kotvy nie je podriadený polarite riadiaceho signálu, u druhých – naopak, majú priamu závislosť od smeru pohybu nabitých častíc vo vinutí.

Neutrálne vypínače majú najjednoduchšiu konštrukciu, pozostávajúcu z dvoch systémov: kontaktného a magnetického typu. V kontaktnej skupine sú dva pevné a jeden všeobecný pohyblivý kontakt. Magnetický uzol pozostáva z kotvy, elektromagnetu a jarma.

Schéma elektromagnetického relé neutrálneho typu: v) so zasúvacím do cievky kotvou. Ak je riadiaci signál na maximálnej vzdialenosti – kotva je vzdialená od jadra – jeden pár kontaktov je zopnutý a druhý je rozopnutý.

Dodatočne elektromagnetické relé sú rozdelené podľa charakteru pohybu kotvy: uhlový (plavákový) a ťahový. Na zníženie rezistorových síl magnetického vzduchového kanála medzi pohyblivou doskou a jadrom. Posledný je vybavený pólovým nástavcom.

Takéto reléové elektrické schémy sa používajú v riadiacich systémoch výrobných strojov a zariadení. RES-6 je jedným z predstaviteľov nízkoprúdových kontaktérov neutrálnej triedy. Zariadenie môže mať formu dvojpolohového alebo monostabilného. Jeho menovité pracovné napätie je 80-300 V, spínací prúd – 0,1-3 A.

Impulzná kategória je zložená z rovnakých systémov. Avšak magnetická časť impulzných relé je dodatočne vybavená dvoma tyčami s vinutím, ako aj kontaktnou ťahadlom a permanentným magnetom, ktorý vytvára polarizačný tok.

Vďaka tomuto typu napájania sa smer elektromagnetickej sily pôsobiacej na kotvu mení v závislosti od smeru silového toku v cievke.

Konštrukcia polarizovaného relé IMŠ1-0,3: cievka, permanentný magnet s pólovými nástavcami a platňou, stojan, pružina, spojovacie vedenia. Zvýšenie rýchlosti reakcie prístroja sa dosahuje vďaka materiálu jadra – plechovej oceli.

Kontaktéry IMŠ1-0,3 sú široko rozšírené ako traťový reléový mechanizmus v impulzných ochranných (RZ) obvodoch galvanického prúdu. IMVŠ-110 sa používajú v obvodoch striedavého prúdu. Technicky pozostáva z diódového mostíka, ktorý premieňa striedavý prúd na jednosmernú hodnotu.

Čas zopnutia a návratu

Čas zopnutia medziľahlého mechanizmu (t pritiahnutia) – obdobie od momentu prijatia príkazu na zopnutie do začiatku nárastu výstupných parametrov. Táto hodnota je úplne podriadená konštrukčným vlastnostiam relé, schéme jeho pripojenia a vstupného signálu.

Čas odpojenia (t uvoľnenia) – interval od podania signálu na vypnutie do dosiahnutia najmenšej hodnoty výstupného parametra.

Schéma bloku spomalenia pri zopnutí relé RP18. Proces spomalenia je zabezpečený prostredníctvom polovodičových obvodov, na výstup ktorých sú pripojené vinutia relé.

Na uvažovaný typ relé sú kladené zvýšené požiadavky na rýchlosť činnosti.

V závislosti od časového intervalu zopnutia sú zariadenia klasifikované nasledovne:

• rýchločinné – čas spomalenia na pritiahnutie a odpojenie do 0,03 s (napríklad REP37-13, RP 17-4M);
• normálne – 0,15–0,20 s (séria RE);
• pomalé – 1,0-1,5 s (NMM4–250, NMM4–500);
• časové – viac ako 1,5 s (RP18-2-RP18-5).

Na trhu sú tieto modifikácie zastúpené rôznymi výrobcami. Preto sa v závislosti od značky môže konštrukcia relé nepodstatne líšiť. Avšak pomocou označenia umiestneného na zariadení možno presne určiť parametre výrobku.

O čom hovorí označenie?

V označení kontaktérov je uvedený úplný súbor údajov o účele a konštrukčných zvláštnostiach, vrátane informácií o klimatickom vyhotovení.

Dekódovanie modelu TKE520DG: zariadenie s oneskorením cievky do 30 V a kontaktov – do 5 A, má dva zapínacie kontakty, konštrukcia prístroja umožňuje dlhodobý režim prevádzky, je hermeticky utesnené

Podrobne si rozoberieme štruktúru symbolického označenia na príklade PE41(H) (*)(*)(*)(*)(*)/(*)(*)(*)(*)5:

1. REP – elektromagnetické medziľahlé relé
2. 37 (H) – číslo vývoja
3. (*) – označenie druhu prúdu v obvode zapínacej cievky: 1 – jednosmerný prúd; 2 – striedavý prúd
4. (*) – druh oneskorenia: 1 – oneskorené pri zapnutí; 2 – oneskorené pri vypnutí
5. (*) – hodnota vychádzajúca z počtu cievok
6. (*)(*) – číselná hodnota zapínacích a vypínacích kontaktov
7. (*)(*) – napätie alebo prúd silového vinutia: jednosmerný (D) a striedavý (A)
8. (*)(*) – označenie elektrickej sily prídržných cievok
9. (*) – druh a technológia pripojenia zadných vodičových vedení: 1 – s lamelami na spájkovanie; 2 – montáž so skrutkovou fixáciou; 3 – upevnenie svorkami na rozpojiteľnú svorkovnicu
10. (*)5 – klimatické vyhotovenie a kategória umiestnenia podľa GOST: UCh – mierne chladný; V – celoklimatický

Pri výbere potrebného modelu spínacieho zariadenia sa berú do úvahy nielen jeho elektrotechnické parametre, ale aj prostredie, v ktorom bude pracovať

Výber kontaktora sa vykonáva na základe požadovaných charakteristík: napájacieho napätia (V), spotrebovaného výkonu (W), spínaného prúdu (A), skupín kontaktov, doby zopnutia (s), rozmerov

Napriek predpokladanej vysokej kvalite spínača je hlavnou nevýhodou systém kontaktov. Predpokladá sa, že čistá spojovacia skupina môže byť iba v hermetických podmienkach vákua. Ak pôsobí hlavný negatívny faktor – kontakt so vzduchom – na nich sa začína vytvárať oxidová vrstva

Nuansy zapojenia a nastavenia

Po inštalácii medziľahlého mechanizmu je potrebné ho pripojiť k elektrickej schéme. Na to sa použijú kontakty cievky, ako aj ďalšie spojovacie prvky. Zvyčajne má zariadenie niekoľko kontaktných párov: NO – normálne otvorené a normálne zatvorené (NC)

Rozdelenie skupín v uvedenej elektrickej schéme: 10-11 – normálne zatvorené kontakty; 11-12 – normálne otvorené; kontakty 1 (fáza) – 3 (nula) – napájacie napätie relé

V prvej polohe sa predpokladá úplné odstránenie prívodu signálu na cievku. Keďže v nej nie je polarita, vnútorné spojenie kontaktnej skupiny sa môže vykonať v chaotickom poradí

Pre pripojenie prehľadového mechanizmu si pozrime schematické pokyny. Predpokladané napätie v cievke môže byť: 12, 24 alebo 220 V.

Elektrická schéma prístroja bez pripojenia k sieti. Jeho inštalácia sa vykonáva v riadiacich a automatických obvodoch. Umiestnenie – medzi hlavným vykonávateľom a zdrojom úlohy.

Reguláciu elektronického spúšťača si rozoberieme na príklade najrozšírenejšieho modelu RP-23.

Proces pozostáva z nasledujúcich krokov:

1. Pri kontrole napätia spúšťania a návratu s prívodom zdroja galvanického prúdu na cievku vykonávame plynulé nastavovanie.
2. V okamihu pritiahnutia kotvy musí mať pohyblivý uzol systému spoločný zdvih 0,1-1,5 mm. Metódou ohybu drieku na L-plochu vykonávame korekčný postup.
3. Medzi aktívnym a neaktívnym kontaktom je úroveň medzery nastavená v rozmedzí hodnôt 1,5-2,5 mm. Nastavenie priehybu sa vykonáva stlačením uholníka pevných kontaktov a horného dorazu pohyblivého systému.
4. Pri konečnej polohe kotvy (zopnutie) bude prepad neaktívnych kontaktov 0,3-0,4 mm.
5. V strede roviny by sa mali pohyblivé a pevné kontakty zhodovať. Korekcia sa vykonáva posúvaním platne a vodiacej konzoly.

Rovnakou metódou sa reprodukuje aj nastavenie parametrov relé RP-25, avšak sa vylučuje medzera medzi cievkou s jadrom a kotvou v pritiahnutom stave.

Závery a užitočné video k téme

Princíp činnosti elektromagnetického relé, kde sa používa, a tiež sú uvedené hlavné ukazovatele spoľahlivosti prístrojov. Viac vo videomateriáli:

Po výbere potrebného modelu zariadenia prejdeme na jeho pripojenie a nastavenie. Hlavné nuansy sú opísané v prezentovanej snímke:

Technologický vývoj konštrukcií medziľahlých relé vždy smeroval k zmenšeniu hmotnosti a rozmerov, ako aj k zvýšeniu miery spoľahlivosti a pohodlia montáže prístrojov. V dôsledku toho sa malé stykače začali umiestňovať do hermetického krytu naplneného stlačeným kyslíkom alebo s prídavkom hélia.

Vďaka tomu majú vnútorné prvky dlhšiu prevádzkovú životnosť a bez prerušenia vykonávajú všetky zadané príkazy.

Povedzte nám, ako ste vyberali medziľahlé odpojovacie zariadenie pre domácu elektrickú sieť. Podeľte sa o svoje vlastné kritériá výberu. Prosím, píšte komentáre do bloku nižšie, uverejňujte fotografie k téme článku, pýtajte sa otázky.