Det har længe været kendt, at de fleste avancerede industrielle applikationer har relæer til at fungere effektivt. Relæer er simple kontakter, der fungerer både elektrisk og mekanisk. De består af et sæt kontakter og en elektromagnet, takket være hvilken omskiftningsmekanismen udføres. Der er andre driftsprincipper, der adskiller sig afhængigt af deres anvendelse. Hvilke typer relæer findes der?
Hvorfor er det så effektivt?
Relæets hovedfunktion sker på steder, hvor kun et laveffektsignal kan tilføres. Denne enhed bruges også på steder, hvor flere kredsløb skal styres af et enkelt signal. Deres brug begyndte under opfindelsen af telefoner, som spillede en vigtig rolle i forbindelse med omstilling af opkald på telefoncentraler. De blev også brugt til at sende telegrammer over lange afstande.
Efter opfindelsen af computere hjalp de med at udføre forskellige logiske operationer ved hjælp af signaler.
Design
Relæet har fire hoveddele:
- jernkerne;
- bevægelig armatur;
- kontrolspole;
- almindelig jordafbryder.
Billedet ovenfor viser relæets design.
Dette er et elektromagnetisk relæ med en trådspole omgivet af en jernkerne. For det bevægelige anker (armatur) såvel som for omskifterkontakterne er der tilvejebragt en vej med meget lav magnetisk fluxmodstand. Det bevægelige armatur er forbundet med et åg, som er mekanisk forbundet med kontakterne. Disse dele holdes sikkert af en fjeder. Det skaber et luftgab i kredsløbet, når relæet er afbrudt.
Arbejdsprincip
Funktionen kan bedre forstås ved at undersøge følgende diagram ovenfor.
Diagrammet viser relæelementerne, og hvordan de bruges. Jernkernen er omgivet af en kontrolspole. Som vist leveres strøm til elektromagneten gennem kontrolkontakten og gennem kontakterne. Når strømmen begynder at løbe gennem styrespolen, oplades elektromagneten, hvilket gør det muligt at forstærke magnetfeltet.
Dermed begynder den øvre kontaktarm at blive tiltrukket af det nederste faste beslag, hvilket forårsager en kortslutning til strømmen. På den anden side, hvis relæet allerede var afbrudt, da kontakterne var lukkede, så bevæger de sig i den modsatte retning og fuldender kredsløbet.
Så snart spolestrømmen afbrydes, vil det bevægelige ankermed kraft tilbage til sin oprindelige position. Denne effekt vil være næsten lig med halvdelen af den magnetiske kraft. Dette er hovedformålet og princippet for drift af relæet.
I relæet er operationstyperne opdelt i to hovedtyper. En af dem er brugen af lavspænding. Til anvendelse af lavspændingsoperationer vil der blive givet fortrinsret til at reducere støjen fra hele kredsløbet. Og ved højspændingsdrift skal støjen reduceres ved gnistdannelse.
Historie om udseendet af de første relæer
I 1833 udviklede Carl Friedrich Gauss og Wilhelm Weber det elektromagnetiske relæ. Men den amerikanske videnskabsmand Joseph Henry hævdede ofte, at han opfandt relæet i 1835 for at forbedre sin version af den elektriske telegraf, udviklet tidligere i 1831.
Det hævdes af nogle, at den engelske opfinder Edward Davy "bestemt opfandt det elektriske relæ" i sin elektriske telegraf omkring 1835.
En simpel enhed nu kaldet et relæ var også inkluderet i Samuel Morses originale telegrafpatent fra 1840.
Den beskrevne mekanisme fungerede som en digital forstærker, der gentog telegrafsignalet, hvilket gjorde det muligt for signalerne at rejse så langt som nødvendigt. Ordet har optrådt i forbindelse med elektromagnetiske operationer siden 1860. Hvilke typer elektromekaniske relæer er der?
Koaksi alt relæ
Ofte bruges et koaksi alt relæ som en TR (transmit-receive) repeater, der skifterantenne fra modtager til sender. Dette beskytter enheden mod høj effekt.
Det bruges ofte i transceivere, der kombinerer en sender og modtager i én enhed. Stifterne er designet til ikke at reflektere nogen RF-effekt tilbage til kilden, men til at give meget høj isolation mellem sender- og modtagerterminalerne. Relæets karakteristiske impedans er tilpasset transmissionslinjen for systemimpedansen, for eksempel 50 ohm.
Relæspænding 220V til hjemmet
Relæer til hjemmet bruges oftest. Det er nødvendigt at sikre alle tilsluttede enheder. Forøgelse eller formindskelse af spændingen på inputnetværket kan påvirke enhedernes drift negativt. Denne beskyttelsesmekanisme registrerer disse spidser og forhindrer adgang til netværket.
Princippet for driften af dette relæ er baseret på spændingsmåling. Hvis den overskrider eller sænker den tilladte hastighed, lukker relækontakterne i en vis tid, hvorefter de åbner igen. Men relæer har forskellige typer.
Strømkontaktrelæ
Dette relæ har kontakter, der er mekanisk forbundet til hinanden (Mechanical Relay), så når spolen aktiveres eller deaktiveres, bevæger alle forbindelser sig sammen. Hvis et sæt kontakter bliver stationært, vil ingen andre kontakter kunne flytte sig. Strømkontakternes funktion er at tillade sikkerhedskredsløbet at kontrollere status.
Tvangsbetjente kontakter er også kendt som positivekontrol", "fangende kontakter", "sammenlåste kontakter", "mekanisk forbundne kontakter" eller "sikkerhedsrelæer". Disse sikkerhedsrelæer skal overholde design- og konstruktionsreglerne, der er defineret i en større maskinstandard, EN 50205, relæer med kraftstyrede (mekanisk forbundne) kontakter.
Disse sikkerhedsdesignregler er defineret i EN 13849-2 "Relæklassificering" som "Basic Safety Principles" og "Tested Safety Principles", som gælder for alle enheder. Tvangsbetjente kontaktrelæer fås med forskellige sæt hovedkontakter - NO, NC eller "Changeover".
Brug til værktøjsmaskinelogistik
Relæmaskinen er standardiseret til industriel kontrol. De har et stort antal kontakter (som nogle gange kan udvides i marken), der let kan konverteres fra norm alt åbne til norm alt lukkede, let udskiftelige spoler og en formfaktor, der gør det muligt at montere flere relæer kompakt på et kontrolpanel. Mens sådanne paneler engang var rygraden i automatisering i industrier som bilmontering, har den programmerbare logiske controller (PLC) stort set fortrængt relæværktøjsmaskiner fra serielle kontrolapplikationer. I et relæ betyder maskintyper meget.
Det giver dig mulighed for at skifte kredsløb med elektrisk udstyr. For eksempel kan et timerkredsløb skifte strøm tilangivet tidspunkt. I mange år har relæer været standardmetoden til styring af industrielle elektroniske systemer. Flere enheder kan bruges sammen til at udføre komplekse funktioner (relælogistik). Princippet for relælogistik er baseret på mekanismer, der aktiverer og deaktiverer de tilknyttede kontakter.
Motorbeskyttelse
Elektriske motorer har brug for beskyttelse mod strømoverbelastning, ellers kan deres viklinger begynde at smelte og risikere brand. Overbelastningsfølsomme enheder er termiske relæer, hvor en spole opvarmer en bimetallisk strimmel eller smelter til lodde for at betjene hjælpekontakterne. Disse hjælpekontakter er i serie med motorens kontaktorspole, så de afbryder motoren, når den overophedes.
Denne termiske beskyttelse fungerer relativt langsomt, hvilket tillader motoren at trække højere startstrømme, før beskyttelsesfunktionen fungerer. Når den udsættes for samme omgivende temperatur som motoren, er der en nyttig, omend rå, motortemperaturkompensation.
Et andet almindeligt overbelastningsbeskyttelsessystem bruger en elektromagnetisk spole bygget i serie med motorkredsløbet. Dette ligner et kontrolrelæ, men kræver en ret høj fejlstrøm for at drive kontakterne. For at forhindre kortslutninger på grund af strømstød. Ankerbevægelsen dæmpes af instrumentpanelet.
Detektiontermisk og magnetisk overbelastning bruges almindeligvis sammen i motorbeskyttelsesrelæer. De elektroniske overbelastningsrelæer måler motorstrøm og kan estimere viklingstemperatur ved hjælp af en "termisk model" af ankersystemet, som kan indstilles til at give mere nøjagtig beskyttelse.
Nogle motorbeskyttelsesmekanismer inkluderer temperatursensorindgange til direkte måling fra et termometer indbygget i viklingen.
Hvad skal du vide, når du vælger et relæ?
Du bør være opmærksom på nogle faktorer, når du vælger et bestemt relæ
- Beskyttelse - forskellige beskyttelsesmidler skal bemærkes, f.eks. mod berøring af spolen. Det hjælper med at reducere gnister i kredsløb ved hjælp af induktorer. Det hjælper også med at reducere overspændingen forårsaget af skiftende signaler.
- Kig efter et standardrelæ med alle officielle godkendelser.
- Skift tid - du kan bruge højhastighedsversionen.
- Ratings - nuværende ratings spænder fra nogle få ampere op til 3000 ampere. I tilfælde af nominelle spændinger varierer de fra 300 W AC til 600 W AC. Der er også en højspændingsversion (ca. 15.000 volt).
- Anvendt kontakttype - NC, NO eller lukket kontakt.
- Afhængigt af dine mål kan du vælge kædetyperne: "Make to Break" eller "Break to Smart Contact".
- Bemærk isoleringen mellem spolekredsløbet og kontakterne.
Også et 220V spændingsrelæ til hjemmet, så du bør studere arbejdsdiagrammer og tilslutningstyper.
