Είναι γνωστό εδώ και καιρό ότι οι περισσότερες βιομηχανικές εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας διαθέτουν ρελέ για να λειτουργούν αποτελεσματικά. Τα ρελέ είναι απλοί διακόπτες που λειτουργούν τόσο ηλεκτρικά όσο και μηχανικά. Αποτελούνται από ένα σύνολο επαφών και έναν ηλεκτρομαγνήτη, χάρη στον οποίο πραγματοποιείται ο μηχανισμός μεταγωγής. Υπάρχουν και άλλες αρχές λειτουργίας που διαφέρουν ανάλογα με την εφαρμογή τους. Τι τύποι ρελέ υπάρχουν;
Γιατί είναι τόσο αποτελεσματικό;
Η κύρια λειτουργία του ρελέ πραγματοποιείται σε μέρη όπου μπορεί να εφαρμοστεί μόνο σήμα χαμηλής ισχύος. Αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται επίσης σε μέρη όπου πολλά κυκλώματα πρέπει να ελέγχονται από ένα μόνο σήμα. Η χρήση τους ξεκίνησε κατά την εφεύρεση των τηλεφώνων, τα οποία έπαιξαν σημαντικό ρόλο στην εναλλαγή κλήσεων στα τηλεφωνικά κέντρα. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης για την αποστολή τηλεγραφημάτων σε μεγάλες αποστάσεις.
Μετά την εφεύρεση των υπολογιστών, βοήθησαν στην εκτέλεση διαφόρων λογικών λειτουργιών χρησιμοποιώντας σήματα.
Σχέδιο
Το ρελέ έχει τέσσερα κύρια μέρη:
- πυρήνας σιδήρου;
- κινητός οπλισμός;
- πηνίο ελέγχου;
- κοινός διακόπτης γείωσης.
Η παραπάνω εικόνα δείχνει τη σχεδίαση του ρελέ.
Πρόκειται για ηλεκτρομαγνητικό ρελέ με συρμάτινο πηνίο που περιβάλλεται από σιδερένιο πυρήνα. Για τον κινητό οπλισμό (οπλισμό) καθώς και για τις επαφές του διακόπτη παρέχεται διαδρομή με πολύ χαμηλή αντίσταση μαγνητικής ροής. Ο κινητός οπλισμός συνδέεται με ζυγό, ο οποίος συνδέεται μηχανικά με τις επαφές του διακόπτη. Αυτά τα μέρη συγκρατούνται με ασφάλεια από ένα ελατήριο. Δημιουργεί ένα διάκενο αέρα στο κύκλωμα όταν το ρελέ απενεργοποιείται.
Αρχή λειτουργίας
Η συνάρτηση μπορεί να γίνει καλύτερα κατανοητή εξετάζοντας το παρακάτω διάγραμμα παραπάνω.
Το διάγραμμα δείχνει τα στοιχεία του ρελέ και τον τρόπο χρήσης τους. Ο πυρήνας του σιδήρου περιβάλλεται από ένα πηνίο ελέγχου. Όπως φαίνεται, η ισχύς παρέχεται στον ηλεκτρομαγνήτη μέσω του διακόπτη ελέγχου και μέσω των επαφών. Όταν το ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσω του πηνίου ελέγχου, ο ηλεκτρομαγνήτης φορτίζεται, γεγονός που επιτρέπει την ενίσχυση του μαγνητικού πεδίου.
Έτσι, ο άνω βραχίονας επαφής αρχίζει να έλκεται από τον κάτω σταθερό βραχίονα, προκαλώντας βραχυκύκλωμα στην τροφοδοσία. Από την άλλη πλευρά, εάν το ρελέ ήταν ήδη απενεργοποιημένο όταν οι επαφές ήταν κλειστές, τότε κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση και ολοκληρώνουν το κύκλωμα.
Μόλις διακοπεί το ρεύμα του πηνίου, ο κινητός οπλισμός θαεπέστρεψε με δύναμη στην αρχική του θέση. Αυτή η ισχύς θα είναι σχεδόν ίση με τη μισή μαγνητική δύναμη. Αυτός είναι ο κύριος σκοπός και η αρχή λειτουργίας του ρελέ.
Στο ρελέ, οι τύποι λειτουργιών χωρίζονται σε δύο βασικούς. Ένα από αυτά είναι η χρήση χαμηλής τάσης. Για την εφαρμογή λειτουργιών χαμηλής τάσης θα προτιμηθεί η μείωση του θορύβου όλου του κυκλώματος. Και για λειτουργίες υψηλής τάσης, ο θόρυβος πρέπει να μειωθεί με σπινθήρες.
Ιστορικό της εμφάνισης των πρώτων ρελέ
Το 1833 ο Carl Friedrich Gauss και ο Wilhelm Weber ανέπτυξαν τον ηλεκτρομαγνητικό ηλεκτρονόμο. Αλλά ο Αμερικανός επιστήμονας Τζόζεφ Χένρι ισχυρίστηκε συχνά ότι εφηύρε το ρελέ το 1835 για να βελτιώσει την εκδοχή του ηλεκτρικού τηλέγραφου, που αναπτύχθηκε νωρίτερα το 1831.
Υποστηρίζεται από μερικούς ότι ο Άγγλος εφευρέτης Edward Davy "ανακάλυψε σίγουρα το ηλεκτρικό ρελέ" στον ηλεκτρικό του τηλέγραφο περίπου το 1835.
Επίσης, μια απλή συσκευή που τώρα ονομάζεται ρελέ συμπεριλήφθηκε στο αρχικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τηλεγράφου του Samuel Morse του 1840.
Ο μηχανισμός που περιγράφηκε λειτουργούσε ως ψηφιακός ενισχυτής, επαναλαμβάνοντας το τηλεγραφικό σήμα, επιτρέποντας έτσι στα σήματα να ταξιδεύουν όσο πιο μακριά χρειάζεται. Η λέξη εμφανίζεται στο πλαίσιο των ηλεκτρομαγνητικών εργασιών από το 1860. Ποιοι είναι οι τύποι ηλεκτρομηχανικών ρελέ;
Ομοαξονικό ρελέ
Συχνά ένα ομοαξονικό ρελέ χρησιμοποιείται ως επαναλήπτης TR (μετάδοσης-λήψης) που αλλάζεικεραία από δέκτη σε πομπό. Αυτό προστατεύει τη συσκευή από υψηλή ισχύ.
Συχνά χρησιμοποιείται σε πομποδέκτες που συνδυάζουν πομπό και δέκτη σε μία συσκευή. Οι ακίδες έχουν σχεδιαστεί για να μην αντανακλούν οποιαδήποτε ισχύ ραδιοσυχνοτήτων πίσω στην πηγή, αλλά να παρέχουν πολύ υψηλή απομόνωση μεταξύ των ακροδεκτών πομπού και δέκτη. Η χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση του ρελέ ταιριάζει με τη γραμμή μετάδοσης της σύνθετης αντίστασης του συστήματος, για παράδειγμα 50 ohms.
Τάση ρελέ 220V για το σπίτι
Τα ρελέ για το σπίτι χρησιμοποιούνται συχνότερα. Είναι απαραίτητο να ασφαλίσετε όλες τις συνδεδεμένες συσκευές. Η αύξηση ή η μείωση της τάσης του δικτύου εισόδου μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη λειτουργία των συσκευών. Αυτός ο μηχανισμός προστασίας εντοπίζει αυτές τις αιχμές και αποτρέπει την πρόσβαση στο δίκτυο.
Η αρχή λειτουργίας αυτού του ρελέ βασίζεται στη μέτρηση τάσης. Εάν υπερβαίνει ή μειώνει τον επιτρεπόμενο ρυθμό, οι επαφές του ρελέ κλείνουν για ορισμένο χρονικό διάστημα και μετά ανοίγουν ξανά. Αλλά τα ρελέ έχουν διαφορετικούς τύπους.
Ρελέ επαφών τροφοδοσίας
Αυτό το ρελέ έχει επαφές που συνδέονται μηχανικά μεταξύ τους (Μηχανικό Ρελέ), οπότε όταν το πηνίο ενεργοποιείται ή απενεργοποιείται, όλες οι συνδέσεις κινούνται μαζί. Εάν ένα σύνολο επαφών μείνει ακίνητο, καμία άλλη επαφή δεν θα μπορεί να μετακινηθεί. Η λειτουργία των επαφών ισχύος είναι να επιτρέπουν στο κύκλωμα ασφαλείας να ελέγχει την κατάσταση.
Οι εξαναγκασμένες επαφές είναι επίσης γνωστές ως θετικέςέλεγχος», «αποκλειστικές επαφές», «αλληλασφαλισμένες επαφές», «μηχανικά συνδεδεμένες επαφές» ή «ρελέ ασφαλείας». Αυτά τα ρελέ ασφαλείας πρέπει να συμμορφώνονται με τους κανόνες σχεδιασμού και κατασκευής που ορίζονται σε ένα σημαντικό πρότυπο μηχανημάτων, το EN 50205, ρελέ με επαφές που καθοδηγούνται με δύναμη (μηχανικά συνδεδεμένες).
Αυτοί οι κανόνες σχεδιασμού ασφαλείας ορίζονται στο EN 13849-2 "Ταξινόμηση ρελέ" ως "Βασικές αρχές ασφαλείας" και "Δοκιμασμένες αρχές ασφαλείας" που ισχύουν για όλες τις συσκευές. Τα ρελέ επαφών αναγκαστικής λειτουργίας είναι διαθέσιμα με διαφορετικά σετ κύριων επαφών - NO, NC ή "Changeover".
Χρήση για την εφοδιαστική εργαλειομηχανών
Η μηχανή ρελέ είναι τυποποιημένη για βιομηχανικό έλεγχο. Διαθέτουν μεγάλο αριθμό επαφών (μερικές φορές επεκτάσιμες στο πεδίο) που μετατρέπονται εύκολα από κανονικά ανοιχτά σε κανονικά κλειστά, εύκολα αντικαθιστώμενα πηνία και έναν παράγοντα μορφής που επιτρέπει τη συμπαγή τοποθέτηση πολλών ρελέ σε έναν πίνακα ελέγχου. Ενώ τέτοια πάνελ ήταν κάποτε η ραχοκοκαλιά του αυτοματισμού σε βιομηχανίες όπως η συναρμολόγηση αυτοκινήτων, ο προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής (PLC) έχει εκτοπίσει σε μεγάλο βαθμό τις εργαλειομηχανές ρελέ από τις εφαρμογές σειριακού ελέγχου. Σε ένα ρελέ, οι τύποι μηχανών έχουν μεγάλη σημασία.
Σας επιτρέπει να αλλάζετε κυκλώματα με ηλεκτρικό εξοπλισμό. Για παράδειγμα, ένα κύκλωμα χρονοδιακόπτη μπορεί να αλλάξει τροφοδοσία σεκαθορισμένο χρόνο. Για πολλά χρόνια, τα ρελέ ήταν η τυπική μέθοδος για τον έλεγχο βιομηχανικών ηλεκτρονικών συστημάτων. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλές συσκευές μαζί για την εκτέλεση σύνθετων λειτουργιών (ρελέ logistics). Η αρχή της επιμελητείας ρελέ βασίζεται σε μηχανισμούς που ενεργοποιούν και απενεργοποιούν τις σχετικές επαφές.
Προστασία κινητήρα
Οι ηλεκτροκινητήρες χρειάζονται προστασία από υπερφόρτωση ρεύματος, διαφορετικά οι περιελίξεις τους μπορεί να αρχίσουν να λιώνουν, με κίνδυνο πυρκαγιάς. Οι συσκευές ευαίσθητες στην υπερφόρτωση είναι θερμικά ρελέ στα οποία ένα πηνίο θερμαίνει μια διμεταλλική λωρίδα ή λιώνει σε συγκόλληση για να λειτουργήσει τις βοηθητικές επαφές. Αυτές οι βοηθητικές επαφές βρίσκονται σε σειρά με το πηνίο του επαφέα κινητήρα, έτσι κόβουν τον κινητήρα όταν υπερθερμαίνεται.
Αυτή η θερμική προστασία λειτουργεί σχετικά αργά, επιτρέποντας στον κινητήρα να αντλεί υψηλότερα ρεύματα εκκίνησης πριν από τη λειτουργία της λειτουργίας προστασίας. Όταν εκτίθεται στην ίδια θερμοκρασία περιβάλλοντος με τον κινητήρα, παρέχεται μια χρήσιμη, αν και ακατέργαστη, αντιστάθμιση θερμοκρασίας κινητήρα.
Ένα άλλο κοινό σύστημα προστασίας από υπερφόρτωση χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρομαγνητικό πηνίο ενσωματωμένο σε σειρά με το κύκλωμα του κινητήρα. Αυτό είναι παρόμοιο με ένα ρελέ ελέγχου, αλλά απαιτεί ένα αρκετά υψηλό ρεύμα σφάλματος για την κίνηση των επαφών. Για την αποφυγή βραχυκυκλωμάτων λόγω υπερτάσεων ρεύματος. Η κίνηση της άγκυρας μειώνεται από τον πίνακα οργάνων.
ΑνίχνευσηΗ θερμική και η μαγνητική υπερφόρτωση χρησιμοποιούνται συνήθως μαζί στα ρελέ προστασίας κινητήρα. Τα ηλεκτρονικά ρελέ υπερφόρτωσης μετρούν το ρεύμα κινητήρα και μπορούν να υπολογίσουν τη θερμοκρασία περιέλιξης χρησιμοποιώντας ένα "θερμικό μοντέλο" του συστήματος οπλισμού, το οποίο μπορεί να ρυθμιστεί για να παρέχει πιο ακριβή προστασία.
Ορισμένοι μηχανισμοί προστασίας κινητήρα περιλαμβάνουν εισόδους αισθητήρα θερμοκρασίας για άμεση μέτρηση από ένα θερμόμετρο ενσωματωμένο στην περιέλιξη.
Τι πρέπει να γνωρίζετε όταν επιλέγετε ένα ρελέ;
Πρέπει να λάβετε υπόψη ορισμένους παράγοντες όταν επιλέγετε ένα συγκεκριμένο ρελέ
- Προστασία - πρέπει να σημειωθούν διάφορα μέσα προστασίας, για παράδειγμα, από το άγγιγμα του πηνίου. Βοηθά στη μείωση του σπινθήρα στα κυκλώματα που χρησιμοποιούν επαγωγείς. Βοηθά επίσης στη μείωση της υπέρτασης που προκαλείται από την αλλαγή σημάτων.
- Αναζητήστε ένα τυπικό ρελέ με όλες τις επίσημες εγκρίσεις.
- Χρόνος εναλλαγής - μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την έκδοση υψηλής ταχύτητας.
- Βαθμολογίες - οι τρέχουσες ονομασίες κυμαίνονται από λίγα αμπέρ έως 3000 αμπέρ. Στην περίπτωση των ονομαστικών τάσεων, κυμαίνονται από 300 W AC έως 600 W AC. Υπάρχει επίσης μια έκδοση υψηλής τάσης (περίπου 15.000 βολτ).
- Είδος επαφής που χρησιμοποιείται - NC, ΟΧΙ ή κλειστή επαφή.
- Ανάλογα με τους στόχους σας, μπορείτε να επιλέξετε τους τύπους αλυσίδας: "Make to Break" ή "Break to Smart Contact".
- Σημειώστε τη μόνωση μεταξύ του κυκλώματος πηνίου και των επαφών.
Επίσης ένα ρελέ τάσης 220V για το σπίτι, επομένως θα πρέπει να μελετήσετε τα διαγράμματα εργασίας και τους τύπους σύνδεσης.
