Sähkömagneettinen rele

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 23. maaliskuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 8 muokkausta .

Sähkömagneettinen rele on rele , joka reagoi sähkövirran suuruuteen houkuttelemalla ferromagneettista ankkuria tai sydäntä, kun virta kulkee sen käämin läpi.

Sähkömagneettisen releen vastaanottoelin on käämi ja magneettijärjestelmä, jossa on liikkuva osa (ankkuri tai sydän). Toimeenpaneva elin - yhteystiedot. Vertailurunko muodostuu liikkuvasta osasta ja lisäpainoista ja -jousista (palautus ja kosketus). Mobiilijärjestelmän liikkeen luonteen mukaan sähkömagneettiset releet jaetaan sisäänvedettäviin ja pyöriviin. Sekä sisään- että kiertoreleet voivat olla tasapainotettuja tai epätasapainoisia niihin vaikuttavien kiihtyvyyksien suhteen.

Sisään vedettävissä sähkömagneettisissa releissä on liikkuva ydin, joka liikkuu ei-magneettisesta materiaalista valmistetussa ohjausholkissa. Kiinteän sydämen "jalan" ja sitä päin olevan liikkuvan sydämen pään konfiguraatio määrää releen vetoominaisuuden tyypin. Jos sisäänvedettävässä releessä ei ole magneettipiiriä, sitä kutsutaan usein solenoidireleeksi.

Pyöritävissä sähkömagneettisissa releissä on liikkuva ankkuri. Jos kiertokulma on pieni (5-10 °), kiertorelettä kutsutaan usein venttiilireleeksi.

Sähkömagneettisen releen vastaanottoelimen pääominaisuudet ovat veto ja mekaaninen (kuormitus). Vetoominaisuuden määrää vetovoiman muutos magneettijärjestelmän kiinteän ja liikkuvan (ankkuri tai ydin) osan välisen työilmaraon δ muutoksella tietyllä käämin magnetointivoimalla . Se on määritelty DC-releelle seuraavasti: $P_{w}$ $F$

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

jossa - osa relekäämin synnyttämästä magnetointivoimasta, joka menee johtamaan magneettivuon työilmaraon läpi. ${\displaystyle F_{v))$

Arvo , missä ; ja - työilmavälin ja magneettipiirin magneettivastukset, $F_{v}=F*k$ $k=R_{m,v}/(R_{m,v}+R_{m,c})$ $R_{m,v}=1/G_{v}$ ${\displaystyle R_{m,c))$

${\displaystyle {dG_{v} \over d\delta ))$ - johdannainen työilmavälin magneettisen johtavuuden muutoksesta ankkuria tai sydäntä pitkin.

Sähkömagneettisten AC-releiden vastaanottorungossa on yleensä magneettijärjestelmä, joka koostuu I- , P- tai W - muotoisesta magneettipiiristä, joka on koottu sähköteräslevystä ja jonka hystereesi ja pyörrevirtahäviöt ovat alhaiset. Koska vaihtovirralla ja ${\displaystyle I=I_{m}\sin {\omega t))$

$(Iw)^{2}={(Im)_{2}^{m}}\sin ^{2}\omega t={(Iw_{m}/2)}_{m}^{ 2}(1-\cos 2\omega t)$ , silloin vetovoimat (tai vetomomentti) muuttuvat lain mukaan

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

mikä johtaa epäjohdonmukaisuuteen koskettimien toiminnassa ja liikkuvan relejärjestelmän mekaaniseen kulumiseen. Tämän poistamiseksi työilmavälissä oleva magneettivuo jaetaan kahdeksi vuoksi, jotka on siirretty vaiheessa φ kulmalla. Tämä saavutetaan peittämällä 1/2 tai 2/3 napakappaleesta oikosulkukäännöksellä. Tässä tapauksessa vetovoimat ovat yhtä suuret

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

Nopeat sähkömagneettiset releet valmistetaan pienillä painoilla ja liikkuvien osien hitausmomentilla, magneettijärjestelmällä teräslevystä tai noin 4 % piitä sisältävästä teräksestä.

Viivevaikutteisissa sähkömagneettisissa releissä liikkuvat osat valmistetaan suurella hitausmomentilla oikosuljetulla kuparista tai alumiinista valmistetulla kelalla tai holkilla, joka on asetettu sydämeen. Usein toiminnan ja vapautuksen hidastamiseksi käytetään hidastuspiirejä, joiden avulla saavutetaan sen käämeissä esiintyvien transienttiprosessien venyminen. Sekä releen toiminta- että vapautusaika ovat käynnistysajan summa, eli käämityksen virran nousu (tai lasku) ankkuri käynnistykseen asti ja aika, jolloin ankkuri liikkuu, kunnes koskettimet sulkeutuvat ( tai auki). Hidastusjärjestelmät vaikuttavat irrotusajan kestoon.

Perushidastuskaaviot

Hidastuskaavio	Saavutettavissa olevien hidastusten järjestys suhteessa normaaliin
Hidastuskaavio	aktivointi	päästää menemään
	2	2
	1.5	2-8
	1.5	3-8
	2-3	1-2
	5-20	-
	kymmenen	kymmenen

Sähkömagneettisen releen pääosat ovat: sähkömagneetti , ankkuri ja kytkin . Sähkömagneetti on sähköjohto , joka on kierretty kelaan, jossa on pehmeästä magneettista materiaalia oleva ike . Ankkuri on yleensä magneettista materiaalia oleva levy, joka vaikuttaa koskettimiin työntimien kautta .

Relekäämien syöttämiseen käytetty nimellisjännitealue DIN IEC 38:n mukaisesti

AC jännite (voltti)		Tasajännite (voltti)
Suositeltu arvo	Kelvollinen arvo	Suositeltu arvo	Kelvollinen arvo
-	2	-	2.4
-	-	-	3
-	-	-	neljä
-	-	-	4.5
-	5	-	5
6	-	6	-
-	-	-	7.5
-	-	-	9
12	-	12	-
-	viisitoista	-	viisitoista
24	-	24	-
-	-	-	kolmekymmentä
-	36	36	-
-	-	-	40
-	42	-	-
48	-	48	-
-	60	60	-
-	-	72	-
-	-	-	80
-	-	96	-
-	100	-	-
110	-	110	-
-	-	-	125
220	-	-	-
-	-	-	250
380	-	-	-
440	-	440	-
-	-	-	600

Alkuasennossa ankkuria pitää jousi. Ohjaussignaalia käytettäessä sähkömagneetti vetää puoleensa ankkuria ylittäen sen voiman ja sulkee ja/tai avaa koskettimet releen rakenteesta riippuen. Ohjausjännitteen katkaisun jälkeen jousi palauttaa ankkurin alkuperäiseen asentoonsa. Joissakin malleissa voi olla sisäänrakennettuja elektronisia komponentteja. Tämä on vastus, joka on kytketty kelan käämiin releen tarkempaa toimintaa varten, tai (ja) kontaktien kanssa rinnakkainen kondensaattori kipinöinnin ja melun vähentämiseksi, tai puolijohdediodi, joka estää ylijännitteet relekäämissä, kun se on jännitteetön sähkömagneettisen induktion takia.

Ohjattua piiriä ei ole kytketty sähköisesti ohjauspiiriin millään tavalla, eli ne on galvaanisesti eristetty toisistaan (sähköinsinöörit käyttävät usein termiä " kuiva kontakti " venäjänkielisemmän ilmauksen "eristetty kontakti" sijaan). Lisäksi ohjatussa piirissä virta voi olla paljon suurempi kuin ohjauspiirissä. Ohjaussignaalin lähde voi olla pienvirtasähköpiirejä (esim. kaukosäädin), erilaisia antureita (valo, paine, lämpötila jne.) ja muita laitteita, jotka tuottavat pieniä määriä virtaa ja/tai jännitettä. Siten releet toimivat itse asiassa erillisenä vahvistimena virralle, jännitteelle ja teholle sähköpiirissä. Tätä releen ominaisuutta käytettiin muuten laajalti ensimmäisissä erillisissä (digitaalisissa) tietokoneissa . Myöhemmin digitaalisen laskennan releet korvattiin ensin lampuilla , sitten transistoreilla ja mikropiireillä - jotka toimivat avain (kytkentä) -tilassa. Tällä hetkellä reletietokoneita yritetään elvyttää nanoteknologian avulla .

Sähkömekaanisessa releessä on pääsääntöisesti tulovirtatoiminnon selvä hystereesisilmukka - koskettimien tila (eli ne toimivat kuten Schmitt-liipaisin ). Vastaavasti joillekin releille osoitetaan kaksi kynnysarvoa tälle hystereesisilmukalle - poimintavirta ja vapautusvirta. Laukaisuvirta osoittaa, millä virralla rele kytkeytyy pois päältä päälle. Vapautusvirta (jota kutsutaan joskus pitovirraksi) osoittaa, millä virralla rele vaihtaa päällä-tilasta pois-tilaan.

Tällä hetkellä rele kytkeytyy aktiiviseen tilaan, paljon enemmän virtaa tarvitaan kuin pitoa varten, koska kenttä on paljon voimakkaampi lähellä magneettia kuin etäisyydellä.

Nykyään elektroniikassa ja sähkötekniikassa releitä käytetään pääasiassa suurten virtojen ohjaamiseen. Piireissä, joissa virta on pieni, ohjaukseen käytetään useimmiten transistoreita tai tyristoreita .

Kun työskennellään erittäin suurilla virroilla (kymmeniä - satoja ampeeria ; esimerkiksi puhdistettaessa metallia elektrolyysillä ) vaurioitumisen välttämiseksi ohjatun piirin koskettimet tehdään suurella kosketuspinnalla ja ne upotetaan öljyyn ( niin kutsuttu "öljykenno").

Releitä käytetään edelleen hyvin laajasti kotitalouksien sähkötekniikassa, erityisesti sähkömoottoreiden automaattiseen päälle- ja poiskytkemiseen (käynnistysreleet) sekä autojen sähköpiireissä. Käynnistysrele tarvitaan esimerkiksi kotitalouksien jääkaapissa sekä pesukoneissa. Näissä laitteissa rele on paljon luotettavampi kuin elektroniikka, sillä se kestää käynnistysvirtaa moottoria käynnistettäessä ja erityisesti voimakasta jännitepiikkiä, kun se sammutetaan.

Kirjallisuus

Sotskov B.S. Koneen automaattisten ja telemekaanisten laitteiden sähkömekaanisten elementtien laskennan ja suunnittelun perusteet. - Moskova, 1959.

Stupel F.A. Sähkömekaaniset releet. - Harkova, 1956.

Pick R., Waygar G.,. Kytkentäreleiden laskenta / per. englannista - 1961.

Witenberg M.I. Automaatio- ja viestintälaitteiden sähkömagneettisten releiden laskenta. – 1956.