Odhalenie princípu relé a zapojenia: Základný komponent v riadení okruhu

V moderných elektrických riadiacich systémoch je relé široko používaným a rozhodujúcim komponentom automatického riadenia. Riadi spúšťanie a zastavovanie vysoko{1}}prúdových a vysoko{2}}zaťažených obvodov s relatívne malými riadiacimi signálmi a je široko používaný v priemyselných zariadeniach, automobilovej elektronike, systémoch domácich spotrebičov a novom riadení energie. Medzi základné komponenty relé patrí kontaktný systém, zostava cievky a štruktúra magnetického obvodu, medzi ktorými majú železné jadro relé a jadro cievky relé rozhodujúci vplyv na jeho prevádzkový výkon.

 

 

 

Základný princíp relé je založený na elektromagnetickej indukcii. Keď je cievka pod napätím, generuje sa magnetické pole, ktoré poháňa kotvu, aby sa aktivovala, čo spôsobuje zatvorenie alebo otvorenie kontaktov, čím sa riadi stav zapnutia/vypnutia vonkajšieho obvodu.

 

V tomto procese je obzvlášť dôležitý systém magnetického obvodu. Elektromagnetické jadrá vyrobené z vysoko-permeabilných materiálov dokážu rýchlo vytvoriť magnetický tok, čím sa zlepší účinnosť zapojenia a zníži sa spotreba energie. V prípade vysoko presných reléových produktov sa často používajú materiály Electrician Pure Iron Core na dosiahnutie nižšieho zvyškového magnetizmu a stabilnejšieho spúšťacieho výkonu.

 

Proces činnosti relé zvyčajne zahŕňa nasledujúce fázy:

 

Energizácia cievky generuje magnetické pole
Železné jadro priťahuje armatúru a spôsobuje jej pohyb
Prepnutie kontaktov dokončí vedenie alebo rozpojenie
Po de{0}}energizácii cievky sa resetovacia pružina vráti do pôvodného stavu.

 

Rýchlosť odozvy jadra priamo ovplyvňuje životnosť relé a presnosť ovládania; Reléové jadrá z čistého železa sa preto široko používajú v{0}}kontrolných produktoch vyššej kategórie.

 

 

Stabilná prevádzka relé úzko súvisí s výberom materiálu jadra. Magnetické materiály vysokej{1}}kvality nielenže určujú veľkosť príťažlivej sily, ale ovplyvňujú aj nárast teploty, hluk, prevádzkovú konzistenciu a životnosť.

 

Medzi bežné-výkonné materiály patria:

1. Materiál DT4C z čistého železa

Železné jadro DT4C má vysokú priepustnosť, nízku koercitivitu a dobré pracovné vlastnosti za studena-, vďaka čomu je vhodné pre vysoko-frekvenčné relé a presné riadiace systémy. Tento materiál účinne znižuje stratu hysterézie a zlepšuje rýchlosť odozvy.

 

2. Mäkký magnetický materiál z čistého železa

Mäkké magnetické železné jadrá pre relé sa bežne používajú v aplikáciách vyžadujúcich rýchle uvoľnenie a nízky zvyškový magnetizmus, ako sú komunikačné relé, automobilové relé a automatizačné zariadenia.

 

3. Magnetické jadro priemyselného riadenia

Pri vysokom{0}}zaťažení uprednostňuje železné jadro pre priemyselné riadiace relé mechanickú pevnosť a nepretržitú prevádzkovú stabilitu a prispôsobuje sa prostrediam s častým štartom{1}}zastavovania.

 

 

 

Kompletné relé sa zvyčajne skladá z nasledujúcich komponentov:

Bytová zostava
Systém cievok
Zostava magnetického obvodu
Kontaktná montáž
Koncové konektory
Pružinový resetovací mechanizmus

 

Zostava magnetického obvodu zvyčajne obsahuje oceľové jadro relé, kotvu a magnetické vedenie. Niektoré presné miniatúrne relé tiež používajú kolíky jadra alebo kolíky relé ako polohovacie a prenosové komponenty, aby sa zabezpečila prevádzková presnosť a konzistentnosť zostavy.

 

V prípade produktov s vysokou{0}}spoľahlivosťou sa musia prísne kontrolovať rozmerové tolerancie, koaxiálnosť a drsnosť povrchu magnetického jadra; inak môže dôjsť k zaseknutiu, nedostatočnej sacej sile alebo k odskoku kontaktu.

 

 

Reléové jadrá sa zvyčajne vyrábajú pomocou metód lisovania, rezania, práškovej metalurgie a tvarovania za studena. Tvarovanie za studena je široko používané v hromadnej výrobe vďaka vysokej účinnosti a dobrej rozmerovej stabilite.

 

Výhody kovania za studena:

Vysoká spotreba materiálu
Vysoká efektivita výroby
Dobrá hustota povrchu
Silná rozmerová konzistencia
Vhodné pre sériovú výrobu

 

Napríklad proces DT4C Relay Iron Core Cold Forging môže zlepšiť štrukturálnu presnosť pri zachovaní magnetických vlastností materiálu.

 

Pre produkty s cylindrickým magnetickým jadrom môže riešenie Relay Core na kovanie za studena výrazne znížiť následné náklady na obrábanie.

 

Okrem toho niektoré-precízne relé používajú špeciálnu vlastnú štruktúru pre Core for Electromagnetic Relay, aby splnili špecifické požiadavky na saciu krivku.

 

 

 

Spôsob zapojenia relé v obvode je určený hlavne štruktúrou kontaktu. Bežné formy zahŕňajú:

 

Normálne otvorené (NIE)

Kontakt je otvorený, keď cievka nie je pod napätím, a zatvára sa, keď je pod napätím. Vhodné na ovládanie pri spustení-.

 

Normálne zatvorené (NC)

Kontakt je vodivý, keď cievka nie je pod napätím a odpojí sa, keď je pod napätím. Vhodné pre ochranné obvody.

 

Zmena (COM)

Má spoločný terminál, normálne otvorený terminál a normálne uzavretý terminál, čo umožňuje dvoj{0}}stavové prepínanie.

 

Správne zapojenie môže zlepšiť stabilitu systému a znížiť riziko erózie kontaktov. V scenároch riadenia vysokých{1}}frekvencií by mala byť začlenená prepäťová ochrana a návrh voľnobežného prúdu.

 

 

Relé sú široko používané v rôznych priemyselných odvetviach kvôli ich spoľahlivému ovládaniu a nízkym nákladom:

Priemyselná automatizácia

Ovládacie skrine PLC, štartovanie motora, ovládanie blokovania zariadení atď.

 

Automobilová elektronika

Systémy osvetlenia, ovládanie ventilátorov, moduly klimatizácie, systémy správy batérií.

 

Domáce spotrebiče

Klimatizácia, práčka, ohrievač vody, riadiace moduly chladničky.

 

Nové energetické pole

systémy skladovania energie, nabíjacie zariadenia, vysokonapäťové spínacie systémy atď.

V týchto aplikáciách často-kvalitné jadro z čistého železa určuje dlhodobú{1}}stabilitu produktu.

 

 

 

Pri výbere relé je potrebné zvážiť nasledujúce parametre:

 

Menovité napätie
Rated Current
Kontaktná kapacita
Čas akcie
Mechanický život
Elektrická životnosť
Rozsah okolitej teploty
Spôsob inštalácie

 

Ak zariadenie vyžaduje vysoko{0}}frekvenčnú prevádzku, mali by sa uprednostniť produkty využívajúce materiál jadra Pure Iron Relay Core; ak je potrebná dlhodobá-pretržitá prevádzka, je potrebné monitorovať nárast teploty a spotrebu energie cievky.

 

 

Po dlhodobej{0}}prevádzke môžu relé zaznamenať nasledujúce problémy:

 

Kontaktná oxidácia
Lepenie kontaktov
Vyhorenie cievky
Zasekávanie jadra
Pomalá prevádzka
Zvýšený hluk

 

Odporúča sa pravidelne vykonávať nasledovné:

 

Kontaktná kontrola
Skúška izolácie
Skúška prevádzkového napätia
Detekcia nárastu teploty
Čistenie a odstraňovanie prachu

Pre kritické zariadenia by sa mal zaviesť mechanizmus preventívnej údržby na zníženie strát spôsobených prestojmi.

 

 

Aj keď sú relé malé, zohrávajú kľúčovú úlohu pri riadení obvodu. Od budenia cievky až po spínanie kontaktov, každý krok závisí od-výkonnej štruktúry magnetického obvodu. Obajamäkké magnetické železné jadrá pre reléa vysoko presný{0}}materiál z čistého železa priamo ovplyvňuje rýchlosť odozvy relé, životnosť a stabilitu.

 

S rýchlym rozvojom priemyselnej automatizácie, nových energetických vozidiel a inteligentných zariadení budú relé a ich základné komponenty pokračovať v modernizácii smerom k vyššej spoľahlivosti, vyššej účinnosti a miniaturizácii, čo bude hrať ešte dôležitejšiu úlohu v budúcnosti elektrického riadenia.