Vmesni rele: kako deluje, označevanje in vrste, nianse nastavitve in priključitve

Večina električnih shem se razvija in uporablja v nizkonapetostnih sistemih. Glavni namen tovrstnih shem je transformacija vhodnih signalov po vnaprej določenem algoritmu delovanja.

Za galvansko ločitev vezij nizkonapetostnega in višjega nazivnega napetosti se uporablja vmesni rele. Zaradi majhnih dimenzij in zanesljivosti so te naprave široko razširjene na različnih področjih.

Namen in funkcije naprave

Ta vrsta stikala je pomožni element v električnem vezju. Večnamenskost primerkov omogoča njihovo uporabo v avtomatiziranih, zaščitnih in regulacijskih shemah.

Uporablja se v primerih, ko je potrebno sinhrono zapiranje ali odpiranje več avtonomnih električnih shem, z drugimi besedami – podvajanje tokovodnih kanalov.

Shema priključitve zasilne tipke avtomobila: z enim kontaktnim vodom elektromagnetnega releja je mogoče izklopiti stikalo, z drugim pa v alarmni enoti predvajati zvočno opozorilo.

Kontaktor se lahko uporablja tudi kot regulator močnejšega releja, s katerim se izvede stikala vezja z visoko napetostjo.

Vzemimo na primer takšno situacijo: potrebno je dovajati tok na induktivno tuljavo stikala, kjer je največja trenutna vrednost elektromotorne sile ob vklopu 63 A. Vendar te naloge z uporabo ene elektromagnetne naprave ni mogoče izvesti.

Zato je treba najprej napajati tuljavo jedra ločilne naprave, ki uporablja lastne povezave, vklopiti kontaktor z večjo močjo, ki bo prevzel nalogo stikala večje električne moči.

Del se lahko uporabi tudi za umetno zakasnitev delovanja zaščitnega releja ali, kot pravijo, za oblikovanje časovnega zamika.

Konstrukcijska zgradba naprave

Elektromagnetne naprave se priključijo na električni tokokrog, ki nadzoruje ali uravnava izdelke, ki so povezani z napajalno enoto za pretvorbo. Zagon se lahko izvede pod vplivom različnih dejavnikov: napajanje, svetlobna energija, hidrostatični ali plinski tlak.

Konstrukcijska naprava elektromagnetnega releja:1 – vzmet; 2 – premično sidro; 3 – feromagnetna palica (jedro); 4 – tuljava; 5 – podlaga; 6 – en ali več fiksnih kontaktov; 7 – izvršni organ.

V skladu s standardi je najenostavnejša kontaktna naprava usklajena s tremi glavnimi deli: zaznavni, vmesni in izvršni. Vsak od njih je predstavljen z individualnim mehanizmom, ki je odgovoren za določena dejanja v stikalnem sistemu.

Primarni, tako imenovani občutljivi element, reagira na vhodni parameter in ga pretvori v fizikalno količino, potrebno za delovanje kontaktorja.

Tak zaznavni mehanizem je utelešen v elektromagnetni tuljavi z jedrom – na shemi je označen s številko 4. Glede na omrežje je nanj mogoče priključiti izmenično ali enosmerno napetost.

Vmesni člen začne primerjalno analizo pretvorjene vrednosti z vnaprej nastavljenim referenčnim vzorcem. Takoj ko je dosežena nastavljena vrednost, enota prenese signal iz občutljivega mehanizma na izvršilni. Ta del je sestavljen iz protivzmetnih vzmeti (1) in dušilnikov.

Dušilni elementi v kontaktorju se uporabljajo za odpravo tresljajev premičnih delov, v časovnih relejih pa za zagotovitev potrebnega časovnega intervala.

V delovnem delu se preko stikalnih linij (6), ki se nahajajo na ohišju nad priključno blokom, povzroči vpliv na podrejeno linijo in kontakti se zaprejo.

Načelo delovanja kontaktorja

Algoritem delovanja te vrste releja vključuje uporabo elektrodinamičnih sil, ki nastanejo v feromagnetiku med prehajanjem elektrike skozi spiralo ovojev izolirane žice tuljave.

Glede na tehnične značilnosti stikala in število kontaktnih povezav v njem, sidro bodisi zapre bodisi odpre le-te.

Prvotni položaj L-oblikovane plošče (sidra) je fiksiran z vzmetjo. Ko na magnet dovedemo tok, sidro s svojim stikalnim kontaktom premaga silo vzmeti in se potegne proti magnetiziranemu polju.

Pri premikanju zadnji del (gred), ki se nahaja na kontaktni ravnini, zaleti v spodnjo kontaktno shemo in jo pomakne navzdol. Če se dovod elektrike na tuljavo prekine, vzmet potegne jarem nazaj in naprava se vrne v prvotno stanje.

Oglejte si na primeru, kako deluje elektromagnetni rele v avtomobilu.

Če ga priključite na trifazni asinhronski motor, bodo izvedena naslednja dejanja:

1. Zagon – vklop alarmne naprave.
2. Sprožitev zaganjalnika.
3. Zapiranje zadnjega para kontaktov ima za posledico zagon mehanizma motorja.

Poleg tega rele skrbi za izklop motorja ob prekinitvi reversa. Tako se odpravi problem nenadne zaustavitve motorja.

Za prepoznavanje tipa elektromagnetnega kontaktorja se v proizvodnji uporabljajo označevalne vrednosti, sestavljene iz niza črk in številk, nanesenih na napravo.

Pomembno je tudi vedeti, da je elektromagnetni rele lahko opremljen z več skupinami nastavitvenih kontaktov. Število slednjih je popolnoma odvisno od namena določenega modela naprave.

Različice vmesnih stikal

Kontaktorji vmesnega tipa razbremenijo glavne izvršne naprave. V nasprotnem primeru bi pogoji za gašenje obloka postali strožji, kar bi povzročilo nerentabilnost proizvodnje, na primer takih močnih virov, kot so TE elektrarne.

Uporabljene metode vklopa

Razvrstitev elektromagnetnih stikal se izvaja glede na osnovne znake in značilnosti, in sicer:

• po načinu vklopa;
• značilnosti konstrukcije – število in tip navitij ter število, stanje in moč kontaktnih linij;
• po principu delovanja;
• po času delovanja in vrnitve v začetni položaj.

Glede na namen so kontaktorji izdelani z napetostnim ali tokovnim navitjem ali z obema vrstama hkrati. Ločimo dve poenoteni metodi njihove priključitve.

Elektromagnetna naprava se mora vklopiti ne samo v standardnem načinu delovanja napajalnika, ampak tudi ob izrednih vrednostih, pri čemer deluje na zmanjšanje toka do 40 %.

Prvi tip priključitve – serijski. Naprava je vključena zaporedno v odsekih navitij drugih naprav in deluje iz toka, ki teče po zanki tega tokokroga.

Naslednji – shuntni. Vklopi se na nazivne vrednosti napetosti vira operativnega toka.

Značilnosti konstrukcije naprave

Značilnosti naprave vključujejo modele z enim navojem napetostnega ali tokovnega navitja (RP-23, RP-252), z dvema (RP-11) in redko s tremi.

Enosmerni releji (RP-23) se proizvajajo za nazivne vrednosti napetosti: 12, 24, 48, 110 in 220 V, izmenični (RP-24) pa za 127, 220 in 380 V.

Naprava RP-23: elektromagnet z navitjem, sidro s steblom, mirujoči in gibljivi kontakti, vzmet, nastavitvena ploščica. Kontaktor je nameščen na podstavku in zaprt z ohišjem.

Stikali tipov RP-23 in RP-24 sta namenjeni delovanju na galvanski tok in imata po 5 kontaktnih linij, ki jih je mogoče uporabiti v različnih kombinacijah. Razlika med njima je v njunem ustroju.

Druga vrsta naprav je opremljena z vgrajenim mehanskim indikatorjem izklopa. Njihova porabljena moč pri osnovni napetosti znaša 6 W. Seriji RP-25 in RP-26 delujeta izključno na izmenični tok in sta zasnovani na podoben način kot prejšnje naprave.

Dodatni element je kratkostični ovoj na jedru s tuljavo, namenjen odpravljanju vibracij premikajočega se dela mehanizma. Njihova porabljena energija je enaka – 10 W.

V zadnjem času CJSC ČEAZ (tovarna električnih aparatov v Čeboksarih) namesto zgoraj navedenih modifikacij preusmerja proizvodnjo na posodobljene modele. To sta stikali RP16-1 (galvanski tok) in RP16-7 (izmenični tok), opremljeni z dvema odprečnima in štirimi zaprtimi kontaktnimi skupinami.

Razdelilnik nove generacije RP16-7 je namenjen vključitvi v selektivna močnostna zaščitna in avtomatizacijska vezja za komutiranje električne obremenitve.

Dvo- in triobmočne periferne naprave se običajno uporabljajo v več primerih.

Poglejmo, katere naloge rešujejo in kakšna vrsta naprave bo za to potrebna:

1. Pri potrebi po aktivaciji načina delovanja iz toka in zadržanju iz napetosti, na primer serija RP-232 z enojno delovno tuljavo.
2. Če je potrebno delovanje naprave iz napetosti in vzdržanje od elektrike — RP-233 z dvema držalnima tokovnima navitjema.

Na enak način namesto zgoraj opisanih kontaktorjev ČEAZ uvaja nove modele RP-16-2 – RP16-4 in RP17-1 – RP17-5.

Načelo delovanja stikal

Kontaktne naprave se uporabljajo v segmentu komunikacij in avtomatike. Glede na načelo delovanja jih delimo na nevtralne in polarizirane (impulzne) vrste.

Glavna razlika med njima je – pri prvem premik armature ni podrejen polarnosti krmilnega signala, pri drugem – nasprotno, je neposredno odvisna od smeri gibanja nabitih delcev v navitju.

Nevtralna stikala imajo najpreprostejšo zasnovo, sestavljeno iz dveh sistemov: kontaktnega in magnetnega tipa. V kontaktni skupini sta dva nepremična in en generaliziran premični kontakt. Magnetni sklop je sestavljen iz armature, elektromagneta in jarma.

Shema elektromagnetnega releja nevtralnega tipa: c) z armaturo, ki se vleče v tuljavo. Če je krmilni signal na največji razdalji – je armatura oddaljena od jedra – je en par kontaktov sklenjen, drugi pa razklopljen.

Dodatno so elektromagnetni releji razdeljeni po značaju gibanja armature: kotno (plavajoče) in uvlečno. Za zmanjšanje uporovnih sil magnetnega zračnega kanala med premikajočo se ploščo in jednom. Slednje je opremljeno s polnim nastavkom.

Takšna relejna električna vezja se uporabljajo v krmilnih sistemih proizvodnih strojev in naprav. RES-6 je eden od predstavnikov nizkotokovnih kontaktorjev nevtralnega razreda. Naprava je lahko dvopoložajna ali monostabilna. Njena nazivna delovna napetost je 80–300 V, komutacijski tok pa 0,1–3 A–V.

Impulzna kategorija je sestavljena iz enakih sistemov. Vendar je magnetni del impulznih relejev dodatno opremljen z dvema palicama z navitjem, pa tudi s kontaktno vlečno ročico in trajnim magnetom, ki ustvarja polarizacijski tok.

Zahvaljujoč takšni vrsti napajanja se smer elektromagnetne sile, ki deluje na sidro, spreminja glede na smer silnega toka v tuljavi.

Konstrukcija polariziranega releja IMŠ1-0,3: tuljava, trajni magnet s polnimi nastavki in ploščo, stojalo, vzmet, komunikacijske linije. Povečanje hitrosti odziva naprave je doseženo z materialom izdelave jedra – pločevino.

Kontaktorji IMŠ1-0,3 so široko razširjeni kot prožni relejni mehanizem v impulznih zaščitnih (RZ) shemah galvanskega toka. IMVŠ-110 se uporablja v tokokrogih izmeničnega toka. Tehnično je sestavljen iz diodnega mostu, ki pretvarja izmenične sile v enosmerno vrednost.

Čas delovanja in vračanja

Čas vklopa vmesnega mehanizma (t privleka) – obdobje od trenutka prejema ukaza za vklop do začetka naraščanja izhodnih parametrov. Ta vrednost je v celoti odvisna od konstrukcijskih značilnosti releja, sheme njegove priključitve in vhodnega signala.

Čas izklopa (t sprostitve) – interval od oddaje signala za izklop do doseganja najmanjše vrednosti izhodnega parametra.

Shema bloka zakasnitve pri vklopu releja RP18. Postopek zakasnitve je zagotovljen s polprevodniškimi vezji, na izhod katerih so priključena navitja releja.

Za obravnavani tip releja so postavljene višje zahteve glede hitrosti delovanja.

Glede na časovni interval vklopa se naprave razvrščajo na naslednji način:

• hitrodelujoči – čas zakasnitve privleka in izklopa do 0,03 s (npr. REP37-13, RP 17-4M);
• normalni – 0,15–0,20 s (serija RE);
• počasni – 1,0–1,5 s (NMM4–250, NMM4–500);
• časovni – več kot 1,5 s (RP18-2–RP18-5).

Na trgu so takšne modifikacije predstavljene pri različnih proizvajalcih. Zato se lahko konstrukcija releja glede na znamko nekoliko razlikuje. Vendar pa je s pomočjo oznake, ki je nameščena na napravi, mogoče natančno določiti parametre izdelka.

Kaj nam pove označevanje?

V oznaki kontaktorjev je naveden celoten nabor podatkov o namenu in konstrukcijskih značilnostih, vključno z informacijami o klimatski izvedbi.

Razlaga modela TKE520DG: naprava z vzdržljivostjo navitja do 30 V, kontaktov pa do 5 A, ima dva sklepna kontakta, konstrukcija naprave predvideva dolgoročni način delovanja, izdelana je hermetično

Podrobno preučimo strukturo simbolne oznake na primeru PE41(N) (*)(*)(*)(*)(*)/(*)(*)(*)(*)5:

1. REP — elektromagnetno vmesno rele.
2. 37 (N) – številka razvoja.
3. (*) — oznaka vrste toka v vezju vklopnega navitja: 1 — enosmerni tok; 2 — izmenični tok.
4. (*) — vrsta zakasnitve: 1 — zakasnitev pri vklopu; 2 — zakasnitev pri izklopu.
5. (*) — vrednost glede na število navitij;
6. (*)(*) — številčna vrednost sklepnih in razveznih kontaktov;
7. (*)(*) — napetost ali tok močnostnega navitja: enosmerni (D) in izmenični (A);
8. (*)(*) — oznaka električne moči zadrževalnih navitij;
9. (*) — vrsta in tehnologija priklopa zadnjih prevodnih linij: 1 – z lamelami za spajkanje; 2 – montaža z vijačno pritrditvijo; 3 — pritrditev s sponkami na spojno letvico.
10. (*)5 — klimatska izvedba in kategorija namestitve po GOST: UH — zmerno hladen; V — vseklimatski.

Pri izbiri potrebnega modela stikalne naprave se upoštevajo ne le njeni elektrotehnični parametri, ampak tudi okolje, v katerem bo delovala.

Izbira kontaktorja se izvede na podlagi zahtevanih značilnosti: napajalne napetosti (V), porabljene moči (W), komutiranega toka (A), skupin kontaktov, časa delovanja (s), dimenzij

Kljub predvideni visoki kakovosti stikala je glavna pomanjkljivost v sistemu kontaktov. Domneva se, da lahko čista povezovalna skupina obstaja le v hermetičnih pogojih vakuuma. Če pa deluje glavni negativni dejavnik – stik z zrakom – se na njih začne tvoriti oksidna plast.

Podrobnosti priključitve in nastavitve

Po namestitvi vmesnega mehanizma ga je treba priključiti na električno shemo. Za to bodo uporabljeni kontakti tuljave ter dodatni povezovalni elementi. Običajno ima naprava več kontaktnih parov: NO – normalno odprti in normalno zaprti (NC).

Razporeditev skupin v predstavljeni električni shemi: 10-11 – normalno zaprti kontakti; 11-12 – normalno odprti; kontakti 1 (faza) – 3 (nič) – napajalna napetost releja

V prvem položaju se predvideva popolna odsotnost dovajanja signala na tuljavo. Ker v njej ni polarnosti, se lahko notranja povezava kontaktne skupine izvede v naključnem vrstnem redu.

Za priključitev preglednega mehanizma si oglejmo shematska navodila. Predvidena napetost v tuljavi je lahko: 12, 24 ali 220 V.

Električna shema naprave brez priključitve na omrežje. Njegova namestitev se izvaja v krmilnih in avtomatskih shemah. Lokacija – med glavnim izvršiteljem in virom naloge.

Uravnavanje elektronskega vklopnika si bomo ogledali na primeru najpogostejšega modela RP-23.

Postopek je sestavljen iz naslednjih korakov:

1. S preverjanjem napetosti vklopa in povratka ob dovajanju galvanskega toka na tuljavo izvajamo postopno uravnavanje.
2. V trenutku privlačenja armature mora imeti premični sklop sistema skupni hod 0,1-1,5 mm. S postopkom upogibanja stebla na L-oblikovano ploščo izvajamo korekcijski postopek.
3. Med aktivnim in neaktivnim kontaktom se raven reže nastavi v mejah vrednosti 1,5-2,5 mm. Nastavitev upogiba se izvede s stiskanjem kotnika mirujočih kontaktov in zgornjega omejevalnika premičnega sistema.
4. Pri končni legi armature (zapiranje) bo propad neaktivnih kontaktov 0,3-0,4 mm.
5. V sredini ravnine morajo premični in mirujoči kontakti sovpadati. Korekcija se izvede s premikanjem plošče in vodilne spone.

Z enako metodo se izvede tudi nastavitev parametrov releja RP-25, vendar se izključi reža med tuljavo z jedrom in armaturo v privlečenem stanju.

Zaključki in koristen video na to temo

Obravnavamo načelo delovanja elektromagnetnega releja, kje se uporabljajo, ter osnovne kazalnike zanesljivosti naprav. Več v videoposnetku:

Ko izberete potreben model naprave, preidemo na njeno priključitev in nastavitev. Glavne podrobnosti so opisane v predstavljenem posnetku:

Tehnološki razvoj konstrukcij vmesnih relejev je bil vedno usmerjen v zmanjšanje mase in dimenzij ter povečanje stopnje zanesljivosti in enostavnosti montaže naprav. Posledično so začeli nameščati majhne kontaktne naprave v hermetično ohišje, napolnjeno s stisnjenim kisikom ali z dodatkom helija.

Zaradi tega imajo notranji elementi daljšo življenjsko dobo in nemoteno izvajajo vsa vgrajena navodila.

Povejte, kako ste izbrali vmesno izklopno napravo za domače električno omrežje. Delite svoja merila izbire. Prosim, napišite komentarje v spodnjem bloku, objavite fotografije na temo članka in postavite vprašanja.