Elektromagnetické relé

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 23. března 2021; kontroly vyžadují 8 úprav .

Elektromagnetické relé je relé , které reaguje na velikost elektrického proudu přitahováním feromagnetické kotvy nebo jádra, když proud prochází jeho vinutím.

Přijímacím orgánem elektromagnetického relé je vinutí a magnetický systém s pohyblivou částí (kotva nebo jádro). Výkonný orgán - kontakty. Srovnávací těleso je tvořeno pohyblivou částí a přídavnými závažími a pružinami (vratná a kontaktní). Podle charakteru pohybu mobilního systému se elektromagnetická relé dělí na výsuvná a otočná. Jak vtahovací, tak otočná relé mohou být vyvážená nebo nevyvážená s ohledem na zrychlení, která na ně působí.

Výsuvná elektromagnetická relé mají pohyblivé jádro, které se pohybuje ve vodicím pouzdru vyrobeném z nemagnetického materiálu. Konfigurace "patky" pevného jádra a konce pohyblivého jádra obráceného k němu určuje typ trakční charakteristiky relé. Pokud zatahovací relé nemá magnetický obvod, pak se často nazývá solenoidové relé.

Rotační elektromagnetická relé mají pohyblivou kotvu. Pokud je úhel otáčení malý (5-10 °), pak se otočné relé často nazývá ventilové relé.

Hlavní charakteristiky přijímacího orgánu elektromagnetického relé jsou trakční a mechanické (zátěž). Tažná charakteristika je určena změnou přitažlivé síly se změnou pracovní vzduchové mezery δ mezi pevnou a pohyblivou (kotva nebo jádro) částí magnetického systému při určité magnetizační síle vinutí . Pro stejnosměrné relé je definováno jako: $P_{w}$ $F$

$P_{w}={dw_{m,v} \over d\delta }=-{F_{v}^{2} \over 8\pi *981}*{dG_{v} \over d\ delta }=-6,2*10^{-5}{\bigl (}I*w_{v})^{2}{dG_{v} \over d\delta }$

kde - část magnetizační síly vytvořené vinutím relé, která vede magnetický tok pracovní vzduchovou mezerou. ${\displaystyle F_{v))$

Hodnota , kde ; a - magnetické odpory pracovní vzduchové mezery a magnetického obvodu, $F_{v}=F*k$ $k=R_{m,v}/(R_{m,v}+R_{m,c})$ $R_{m,v}=1/G_{v}$ $R_{m,c}$

${dG_{v} \over d\delta }$ - derivace změny magnetické vodivosti pracovní vzduchové mezery podél kotvy nebo jádra.

Přijímací těleso elektromagnetických střídavých relé má obvykle magnetický systém sestávající z magnetického obvodu ve tvaru I , P nebo W , sestaveného z elektrotechnického ocelového plechu, s nízkou hysterezí a ztrátami vířivými proudy. Od se střídavým proudem a ${\displaystyle I=I_{m}\sin {\omega t))$

$(Iw)^{2}={(Im)_{2}^{m}}\sin ^{2}\omega t={(Iw_{m}/2)}_{m}^{ 2}(1-\cos 2\omega t)$ , pak se tažné síly (resp. tahový moment) budou měnit podle zákona

$P_{w}={C_{0} \over 2}(Iw)_{m}^{2}-{C_{0} \over 2}(Iw)_{m}^{2}\ cos 2\omega t=P_{š,0}-P_{š,0}\cos 2\omega t$

což vede k nekonstantnosti činnosti kontaktů a k mechanickému opotřebení pohyblivého reléového systému. Aby se to eliminovalo, magnetický tok v pracovní vzduchové mezeře je rozdělen na dva toky fázově posunuté o úhel φ. Toho je dosaženo pokrytím 1/2 nebo 2/3 pólového nástavce zkratovaným závitem. V tomto případě jsou tažné síly stejné

$P_{w}=P_{w,0}-P_{w,01}\cos 2\omega t-P_{w,02}\cos 2(\omega t-\psi )$

Vysokorychlostní elektromagnetická relé jsou vyráběna s nízkou hmotností a momentem setrvačnosti pohyblivých částí, s magnetickým systémem z ocelového plechu nebo oceli obsahující cca 4% křemíku.

U elektromagnetických relé se zpožděným účinkem jsou pohyblivé části vyrobeny s velkým momentem setrvačnosti se zkratovanou cívkou nebo objímkou z mědi nebo hliníku nasazenou na jádro. Ke zpomalení chodu a uvolnění se často používají zpomalovací obvody, pomocí kterých se dosahuje prodloužení přechodových procesů probíhajících v jeho vinutích. Doba provozu i doba uvolnění relé jsou součtem doby rozběhu, to znamená nárůstu (nebo poklesu) proudu ve vinutí, dokud se kotva nerozběhne, a doby, kdy se kotva pohne do sepnutí kontaktů ( nebo otevřené). Schémata zpomalení ovlivňují dobu trvání odtržení.

Základní schémata zpomalení

Schéma zpomalení	Pořadí dosažitelných zpomalení podle ve vztahu k normálu
Schéma zpomalení	ovládání	nechat jít
	2	2
	1.5	2-8
	1.5	3-8
	2-3	1-2
	5-20	-
	deset	deset

Hlavní části elektromagnetického relé jsou: elektromagnet , kotva a spínač . Elektromagnet je elektrický drát navinutý na cívce s jhem z měkkého magnetického materiálu . Kotva je obvykle deska z magnetického materiálu, která působí na kontakty prostřednictvím tlačných prvků .

Rozsah jmenovitých napětí pro napájení cívek relé podle DIN IEC 38

střídavé napětí (volt)		DC napětí (volt)
Preferovaná hodnota	Platná hodnota	Preferovaná hodnota	Platná hodnota
-	2	-	2.4
-	-	-	3
-	-	-	čtyři
-	-	-	4.5
-	5	-	5
6	-	6	-
-	-	-	7.5
-	-	-	9
12	-	12	-
-	patnáct	-	patnáct
24	-	24	-
-	-	-	třicet
-	36	36	-
-	-	-	40
-	42	-	-
48	-	48	-
-	60	60	-
-	-	72	-
-	-	-	80
-	-	96	-
-	100	-	-
110	-	110	-
-	-	-	125
220	-	-	-
-	-	-	250
380	-	-	-
440	-	440	-
-	-	-	600

Ve výchozí poloze je kotva držena pružinou. Když je aplikován řídicí signál, elektromagnet přitahuje kotvu, překonává její sílu a sepne a / nebo rozepne kontakty, v závislosti na konstrukci relé. Po vypnutí ovládacího napětí vrátí pružina kotvu do původní polohy. Některé modely mohou mít vestavěné elektronické součásti. Jedná se o rezistor připojený k vinutí cívky pro přesnější činnost relé nebo (a) kondenzátor paralelní s kontakty pro snížení jiskření a šumu nebo polovodičovou diodu, která slouží k blokování přepětí na vinutí relé, když je bez napětí v důsledku elektromagnetické indukce.

Řízený obvod není nijak elektricky spojen s řídicím obvodem, to znamená, že jsou od sebe galvanicky odděleny (elektrotechnici často používají termín „ suchý kontakt “ namísto rusky psané fráze „izolovaný kontakt“). Navíc v řízeném obvodu může být proud mnohem větší než v řídícím obvodu. Zdrojem řídicího signálu mohou být slaboproudé elektrické obvody (například dálkové ovládání), různé senzory (světlo, tlak, teplota atd.) a další zařízení produkující malé množství proudu a/nebo napětí. Relé tedy ve skutečnosti fungují jako diskrétní zesilovač proudu, napětí a výkonu v elektrickém obvodu. Tato vlastnost relé byla mimochodem široce používána v prvních diskrétních (digitálních) počítačích . Následně byla relé v digitálních výpočtech nahrazena nejprve lampami , poté tranzistory a mikroobvody - pracujícími v klíčovém (spínacím) režimu. V současné době probíhají pokusy oživit přenosové počítače pomocí nanotechnologií .

Elektromechanické relé má zpravidla výraznou hysterezní smyčku funkce vstupního proudu - stavu kontaktů (tj. fungují jako Schmittova spoušť ). V souladu s tím jsou u některých relé indikovány dvě prahové hodnoty pro tuto hysterezní smyčku - náběhový proud a spouštěcí proud. Vypínací proud udává, při jakém proudu relé přepne z vypnutého do zapnutého stavu. Spouštěcí proud (někdy nazývaný přídržný proud) udává, při jakém proudu se relé změní ze stavu zapnuto do stavu vypnuto.

V okamžiku, kdy se relé přepne do aktivního režimu, je potřeba mnohem větší proud než pro přidržení, protože pole je v blízkosti magnetu mnohem silnější než na dálku.

Relé se dnes v elektronice a elektrotechnice používají především k ovládání velkých proudů. V obvodech s malými proudy se k řízení nejčastěji používají tranzistory nebo tyristory .

Při práci se supervysokými proudy (desítky až stovky ampér ; například při čištění kovu elektrolýzou ) jsou kontakty řízeného obvodu vyrobeny s velkou kontaktní plochou a jsou ponořeny do oleje ( např. tzv. „olejový článek“).

Relé jsou stále velmi široce používána v domácí elektrotechnice, zejména pro automatické zapínání a vypínání elektromotorů (startovací relé), jakož i v elektrických obvodech automobilů. Například spouštěcí relé je vyžadováno v chladničce pro domácnost , stejně jako v pračkách. Relé je v těchto zařízeních mnohem spolehlivější než elektronika, protože je odolné proti náběhovému proudu při spouštění motoru a zejména silnému napěťovému rázu při jeho vypnutí.

Literatura

Sotskov B.S. Základy výpočtu a návrhu elektromechanických prvků automatických a telemechanických zařízení stroje. - Moskva, 1959.

Stupel F.A. Elektromechanická relé. - Charkov, 1956.

Pick R., Waygar G.,. Výpočet spínacích relé / per. z angličtiny - 1961.

Witenberg M.I. Výpočet elektromagnetických relé pro automatizační a komunikační zařízení. — 1956.