Elektromanyetik röle: cihaz, işaretleme, tipler + bağlantı ve ayar detayları

Elektrik sinyallerini karşılık gelen fiziksel miktarlara (hareket, kuvvet, ses vb.) dönüştürmek.vb. sürücüler kullanılarak gerçekleştirilir. Bir sürücü, bir tür fiziksel miktarı diğerine değiştiren bir cihaz olduğundan dönüştürücü olarak sınıflandırılmalıdır.

Sürücü genellikle düşük voltajlı bir komut sinyaliyle etkinleştirilir veya kontrol edilir. Ayrıca kararlı durumların sayısına bağlı olarak ikili veya sürekli bir cihaz olarak sınıflandırılır. Bu nedenle, bir elektromanyetik röle, mevcut iki kararlı durumu dikkate alan ikili bir sürücüdür: açık - kapalı.

Sunulan makale, elektromanyetik rölenin çalışma prensiplerini ve cihazların kullanım kapsamını ayrıntılı olarak incelemektedir.

Sürücü tasarımının temelleri

"Röle" terimi, bir kontrol sinyali aracılığıyla iki veya daha fazla nokta arasında elektrik bağlantısını sağlayan cihazların karakteristiğidir.

En yaygın ve yaygın olarak kullanılan elektromanyetik röle (EMR) türü elektromekanik tasarımdır.

Elektromanyetik röleler adı verilen çok sayıda ürün serisinden bir tasarımın görünüşü budur. Burada şeffaf pleksiglas kapak kullanan mekanizmanın kapalı versiyonu gösterilmektedir.

Herhangi bir ekipmanın temel kontrol şeması her zaman onu açıp kapatma olanağı sağlar. Bu adımları gerçekleştirmenin en kolay yolu güç kilitleme anahtarlarını kullanmaktır.

Elle çalıştırılan anahtarlar kontrol için kullanılabilir ancak dezavantajları vardır. Açık dezavantajları, "açık" veya "kapalı" durumlarının fiziksel olarak, yani manuel olarak ayarlanmasıdır.

Manuel anahtarlama cihazları genellikle büyük boyutlu, yavaş çalışan ve küçük akımları değiştirebilen cihazlardır.

Manuel anahtarlama mekanizması elektromanyetik rölelerin “uzak akrabasıdır”. Aynı işlevselliği sağlar; çalışma hatlarının değiştirilmesi, ancak yalnızca manuel olarak kontrol edilmesi

Bu arada, elektromanyetik röleler esas olarak elektrikle kontrol edilen anahtarlarla temsil edilir. Cihazlar farklı şekil ve boyutlara sahiptir ve nominal güç seviyelerine göre bölünmüştür. Uygulama olanakları oldukça geniştir.

Bir veya daha fazla kontak çiftiyle donatılmış bu tür cihazlar, ana voltajı veya yüksek voltajlı cihazları değiştirmek için kullanılan daha büyük güç aktüatörlerinin (kontaktörler) tek bir tasarımının parçası olabilir.

EMR operasyonunun temel prensipleri

Geleneksel olarak elektromanyetik tip röleler, elektriksel (elektronik) anahtarlama kontrol devrelerinin bir parçası olarak kullanılır. Bu durumda ya doğrudan baskılı devre kartlarına ya da serbest bir konuma monte edilirler.

Cihazın genel yapısı

Kullanılan ürünlerin yük akımları genellikle bir amperin kesirlerinden 20 A veya daha fazlasına kadar ölçülür. Röle devreleri elektronik uygulamada yaygındır.

Elektronik devre kartlarına kurulum için veya doğrudan ayrı olarak monte edilmiş bir cihaz olarak tasarlanmış çeşitli konfigürasyonlara sahip cihazlar

Elektromanyetik rölenin tasarımı, uygulanan AC/DC voltajının ürettiği manyetik akıyı mekanik kuvvete dönüştürür. Ortaya çıkan mekanik kuvvet sayesinde kontak grubu kontrol edilir.

En yaygın tasarım, aşağıdaki bileşenleri içeren bir ürün formudur:

• heyecan verici bobin;
• Çelik çekirdek;
• destek şasisi;
• iletişim grubu.

Çelik çekirdek, külbütör adı verilen sabit bir parçaya ve armatür adı verilen hareketli yay yüklü bir parçaya sahiptir.

Temel olarak armatür, sabit elektrik bobini ile hareketli armatür arasındaki hava boşluğunu kapatarak manyetik alan devresini tamamlar.

Yapının ayrıntılı düzeni: 1 – serbest bırakma yayı; 2 – metal çekirdek; 3 - çapa; 4 – normalde kapalı kontak; 5 – kontak normalde açık; 6 – genel iletişim; 7 - bakır tel bobini; 8 - rocker

Armatür, üretilen manyetik alanın etkisi altında menteşeler üzerinde hareket eder veya serbestçe döner. Bu, bağlantı parçalarına bağlı elektrik kontaklarını kapatır.

Tipik olarak, külbütör kolu ile armatür arasına yerleştirilen bir geri dönüş yayı/yayları, röle bobininin enerjisi kesildiğinde kontakları orijinal konumlarına döndürür.

Röle elektromanyetik sisteminin çalışması

Basit bir klasik EMR tasarımında iki takım elektriksel olarak iletken kontak bulunur.

Buna dayanarak, temas grubunun iki durumu gerçekleştirilir:

1. Normalde açık kontak.
2. Normalde kapalı kontak.

Buna göre bir kontak çifti normalde açık (NO) veya farklı bir durumda normalde kapalı (NC) olarak sınıflandırılır.

Normalde açık kontak konumuna sahip bir röle için "kapalı" duruma yalnızca alan akımı endüktif bobinden geçtiğinde elde edilir.

Varsayılan kişi grubunu ayarlamak için olası iki seçenekten biri. Burada bobinin enerjisiz durumunda “varsayılan” konumu normalde kapalı (kapalı) konuma getirilir.

Başka bir seçenekte, bobin devresinde uyarma akımı olmadığında kontakların normalde kapalı konumu sabit kalır. Yani anahtar kontakları normal kapalı konumlarına döner.

Bu nedenle, "normalde açık" ve "normalde kapalı" terimleri, röle bobininin enerjisi kesildiğinde, yani röle besleme voltajı kapatıldığında elektrik kontaklarının durumunu ifade etmelidir.

Elektrik rölesi kontak grupları

Röle kontakları genellikle birbirine temas eden ve bir devreyi tamamlayan, basit bir anahtara benzer şekilde hareket eden elektriksel olarak iletken metal elemanlardır.

Kontaklar açıkken normalde açık kontaklar arasındaki direnç megaohm cinsinden yüksek bir değer olarak ölçülür. Bu, bobin devresindeki akımın geçişi ortadan kaldırıldığında açık devre durumu yaratır.

Açık moddaki herhangi bir elektromekanik anahtarın kontak grubu birkaç yüz megaohm'luk bir dirence sahiptir. Bu direncin değeri farklı modeller arasında biraz değişebilir.

Kontaklar kapalıysa, kontak direnci teorik olarak sıfır olmalıdır - kısa devrenin sonucudur.

Ancak bu duruma her zaman rastlanmaz.Her bir rölenin kontak grubu “kapalı” durumda belirli bir kontak direncine sahiptir. Bu dirence kararlı denir.

Yük akımlarının geçişinin özellikleri

Yeni bir elektromanyetik röle kurma pratiğinde, anahtarlama kontak direncinin küçük, genellikle 0,2 Ohm'dan az olduğu not edilir.

Bu basitçe şöyle açıklanabilir: yeni uçlar şimdilik temiz kalır, ancak zamanla ucun direnci kaçınılmaz olarak artacaktır.

Örneğin 10 A akım taşıyan kontaklar için gerilim düşümü 0,2x10 = 2 volt olacaktır (Ohm kanunu). Bundan, kontak grubuna sağlanan besleme voltajının 12 volt olması durumunda yük voltajının 10 volt (12-2) olacağı ortaya çıkıyor.

Metal kontak uçları yüksek endüktif veya kapasitif yüklerden uygun şekilde korunmadan aşındığında ark hasarı kaçınılmazdır.

Bir elektromekanik anahtarlama cihazının kontaklarından birinde oluşan elektrik arkı. Uygun önlemlerin alınmaması durumunda temas grubunun zarar görmesinin nedenlerinden biri de budur.

Kontaklarda kıvılcım oluşturan bir elektrik arkı, uçların temas direncinin artmasına ve bunun sonucunda fiziksel hasara yol açar.

Röleyi bu durumda kullanmaya devam etmeniz durumunda kontak uçları fiziksel kontak özelliklerini tamamen kaybedebilir.

Ancak ark hasarının kontakların birbirine kaynaklanmasıyla sonuçlanıp kısa devre koşulları yaratması daha ciddi bir faktördür.

Bu gibi durumlarda EMR tarafından kontrol edilen devrenin hasar görme riski vardır.

Yani elektrik arkının etkisi nedeniyle kontak direnci 1 Ohm artarsa, aynı yük akımı için kontaklar arasındaki voltaj düşüşü 1 × 10 = 10 volt DC'ye yükselir.

Burada, özellikle 12-24 V besleme voltajlarıyla çalışırken, kontaklar arasındaki voltaj düşüşünün büyüklüğü yük devresi için kabul edilemez olabilir.

Röle kontak malzemesi türü

Elektrik arkının etkisini ve yüksek dirençleri azaltmak için modern elektromekanik rölelerin kontak uçları çeşitli gümüş bazlı alaşımlardan yapılır veya kaplanır.

Bu şekilde temas grubunun hizmet ömrünü önemli ölçüde uzatmak mümkündür.

Elektromekanik anahtarlama cihazlarının kontak plakalarının uçları. İşte gümüş kaplama uçlar için seçenekler. Bu tip kaplama hasar faktörünü azaltır

Uygulamada, elektromanyetik (elektromekanik) rölelerin kontak gruplarının uçlarını işlemek için aşağıdaki malzemeler kullanılır:

• Ag - gümüş;
• AgCu - gümüş-bakır;
• AgCdO - gümüş-kadmiyum oksit;
• AgW - gümüş-tungsten;
• AgNi - gümüş-nikel;
• AgPd - gümüş-paladyum.

Elektrik arkı sayısını azaltarak röle kontak gruplarının uçlarının servis ömrünün arttırılması, RC damperler olarak da adlandırılan dirençli kapasitör filtrelerinin bağlanmasıyla sağlanır.

Bu elektronik devreler elektromekanik rölelerin kontak gruplarına paralel bağlanır. Bu çözümle kontakların açıldığı anda kaydedilen voltaj tepe noktası güvenli bir şekilde kısa görünüyor.

RC damperlerin kullanılması kontak uçlarında oluşan elektrik arkının bastırılmasını mümkün kılar.

EMR kontaklarının tipik tasarımı

Klasik normalde açık (NO) ve normalde kapalı (NC) kontaklara ek olarak, röle anahtarlama mekaniği eyleme dayalı sınıflandırmayı da içerir.

Bağlantı elemanlarının tasarımının özellikleri

Bu düzenlemedeki elektromanyetik tip röle tasarımları bir veya daha fazla ayrı anahtar kontağına izin verir.

SPST tasarımı için teknolojik olarak yapılandırılmış tek kutuplu ve tek yönlü bir cihaz böyle görünür. Başka versiyonları da mevcut

Kontakların tasarımı aşağıdaki kısaltmalarla karakterize edilir:

• SPST (Tek Kutuplu Tek Atış) - tek kutuplu tek yönlü;
• SPDT (Tek Kutuplu Çift Atış) - tek kutuplu çift yönlü;
• DPST (Çift Kutuplu Tek Atış) – iki kutuplu tek yönlü;
• DPDT (Çift Kutuplu Çift Atış) – bipolar çift yönlü.

Bu tür bağlantı elemanlarının her biri bir "kutup" olarak tanımlanır. Bunlardan herhangi biri röle bobinini aynı anda etkinleştirerek bağlanabilir veya sıfırlanabilir.

Cihaz kullanmanın incelikleri

Elektromanyetik anahtarların tasarımının basitliğine rağmen, bu cihazların kullanımında bazı incelikler vardır.

Bu nedenle uzmanlar, yüksek akımlı bir yük devresini bu şekilde değiştirmek için tüm röle kontaklarının paralel olarak bağlanmasını kategorik olarak önermezler.

Örneğin, her biri 5 A akıma sahip iki kontağı paralel bağlayarak 10 A'lik bir yükü bağlayın.

Bu kurulum incelikleri, mekanik rölelerin kontaklarının aynı anda kapanmaması veya açılmamasından kaynaklanmaktadır.

Sonuç olarak, her durumda kontaklardan biri aşırı yüklenecektir.Kısa süreli aşırı yüklenmeyi hesaba katsak bile, böyle bir bağlantıda cihazın erken arızalanması kaçınılmazdır.

Yanlış çalışma ve rölenin belirlenmiş kurulum kuralları dışında bağlanması genellikle bu sonuçla sonuçlanır. İçindekilerin neredeyse tamamı yandı

Elektromanyetik ürünler, nispeten yüksek akım ve gerilimlere sahip anahtarlar olarak, düşük güç tüketimi olan elektrik veya elektronik devrelerin bir parçası olarak kullanılabilir.

Ancak aynı cihazın bitişik kontaklarından farklı yük gerilimlerinin geçirilmesi kesinlikle önerilmez.

Örneğin 220V AC ile 24V DC arasında geçiş yapın.Güvenliği sağlamak için her seçenek için daima ayrı ürünler kullanılmalıdır.

Ters voltaj koruma teknikleri

Herhangi bir elektromekanik rölenin önemli bir kısmı bobindir. Bu parça tel sarılı olduğundan yüksek endüktanslı yük olarak sınıflandırılır.

Herhangi bir tel sarılı bobin, endüktans L ve direnç R'den oluşan bir empedansa sahiptir, dolayısıyla bir seri devre LR oluşturur.

Akım bobinden akarken harici bir manyetik alan yaratılır. Bobin içindeki akım akışı "kapalı" modda durdurulduğunda, manyetik akı artar (dönüşüm teorisi) ve yüksek bir ters EMF (elektromotor kuvvet) voltajı üretilir.

Bu indüklenen ters gerilim değeri, anahtarlama geriliminden birkaç kat daha büyük olabilir.

Buna göre rölenin yakınında bulunan herhangi bir yarı iletken bileşenin hasar görme riski vardır. Örneğin, bir röle bobinine voltaj uygulamak için kullanılan iki kutuplu veya alan etkili bir transistör.

Yarı iletken kontrol elemanları için koruma sağlayan devre seçenekleri - bipolar ve alan etkili transistörler, mikro devreler, mikro denetleyiciler

Bir transistöre veya mikrokontrolörler dahil herhangi bir anahtarlama yarı iletken cihazına zarar gelmesini önlemenin bir yolu, röle bobin devresine ters taraflı bir diyot bağlamaktır.

Kapandıktan hemen sonra bobinden akan akım, indüklenmiş bir geri EMF ürettiğinde, bu ters voltaj, ters polariteli diyotu açar.

Yarı iletken aracılığıyla biriken enerji dağıtılır, bu da kontrol yarı iletkeninin (transistör, tristör, mikro denetleyici) zarar görmesini önler.

Bobin devresinde sıklıkla bulunan yarı iletken aynı zamanda şu şekilde de adlandırılır:

• volan diyotu;
• bypass diyotu;
• ters diyot.

Ancak elementler arasında pek bir fark yoktur. Hepsi tek bir işlevi yerine getiriyor. Ters öngerilim diyotlarının kullanımına ek olarak, yarı iletken bileşenleri korumak için başka cihazlar da kullanılır.

Aynı RC damper zincirleri, metal oksit varistörler (MOV'ler), zener diyotlar.

Elektromanyetik röle cihazlarının işaretlenmesi

Cihazlar hakkında kısmi bilgi taşıyan teknik tanımlar genellikle doğrudan elektromanyetik anahtarlama cihazının şasisi üzerinde gösterilir.

Bu atama bir kısaltma ve sayı kümesine benzemektedir.

Her elektromekanik anahtarlama cihazı geleneksel olarak etiketlenmiştir. Gövde veya şasiye belirli parametreleri gösteren yaklaşık olarak aşağıdaki sembol ve sayı seti uygulanmıştır

Elektromekanik rölelerin durum işaretleme örneği:

RES32 RF4.500.335-01

Bu giriş şu şekilde deşifre edilmiştir: düşük akımlı elektromanyetik röle, 32 serisi, RF pasaportu 4.500.335-01'e göre tasarıma karşılık gelir.

Ancak bu tür adlandırmalar nadirdir. Daha sık olarak, GOST'un açık bir göstergesi olmayan kısaltılmış versiyonlar vardır:

RES32 335-01

Ayrıca cihazın şasesinde (gövde üzerinde) üretim tarihi ve parti numarası yazılıdır. Detaylı bilgi ürüne ait teknik veri sayfasında yer almaktadır. Her cihaz veya parti bir pasaportla birlikte verilir.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar

Video, elektromekanik anahtarlama elektroniğinin nasıl çalıştığını popüler bir şekilde açıklıyor. Tasarımların incelikleri, bağlantı özellikleri ve diğer detaylar açıkça belirtilmiştir:

Elektromekanik röleler uzun süredir elektronik bileşenler olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bu tür anahtarlama cihazlarının modası geçmiş olduğu düşünülebilir. Mekanik cihazların yerini giderek daha modern cihazlar (tamamen elektronik) alıyor. Böyle bir örnek katı hal röleleri.

Sorularınız mı var, bulduğunuz hatalar mı var veya konuyla ilgili sitemizi ziyaret edenlerle paylaşabileceğiniz ilginç gerçekleriniz mi var? Lütfen yorumlarınızı bırakın, sorular sorun ve deneyiminizi makalenin altındaki iletişim bloğunda paylaşın.