Elektromagnetiskt relä

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 23 mars 2021; kontroller kräver 8 redigeringar .

Ett elektromagnetiskt relä är ett relä som reagerar på storleken på en elektrisk ström genom att attrahera en ferromagnetisk ankare eller kärna när ström passerar genom dess lindning.

Det mottagande organet för ett elektromagnetiskt relä är en lindning och ett magnetiskt system med en rörlig del (armatur eller kärna). Verkställande organ - kontakter. Jämförelsekroppen bildas av en rörlig del och ytterligare vikter och fjädrar (retur och kontakt). Enligt arten av mobilsystemets rörelse är elektromagnetiska reläer uppdelade i infällbara och roterande. Både pull-in och roterande reläer kan vara balanserade eller obalanserade med hänsyn till de accelerationer som verkar på dem.

Infällbara elektromagnetiska reläer har en rörlig kärna som rör sig i en styrhylsa av icke-magnetiskt material. Konfigurationen av "foten" på den fasta kärnan och änden av den rörliga kärnan som är vänd mot den bestämmer typen av dragkarakteristik för reläet. Om det infällbara reläet inte har en magnetisk krets, kallas det ofta ett magnetrelä.

Roterande elektromagnetiska reläer har en rörlig armatur. Om rotationsvinkeln är liten (5-10 °), kallas det roterande reläet ofta för ventilrelä.

Huvudegenskaperna hos det elektromagnetiska reläets mottagande organ är dragkraft och mekanisk (belastning). Dragkarakteristiken bestäms av förändringen i attraktionskraften med en förändring i arbetsluftgapet δ mellan de fasta och rörliga (ankaret eller kärnan) delarna av det magnetiska systemet vid en viss magnetiseringskraft hos lindningen . Det är definierat för ett DC-relä som: $P_{w}$ $F$

$P_{w}={dw_{m,v} \over d\delta }=-{F_{v}^{2} \over 8\pi *981}*{dG_{v} \over d\ delta }=-6.2*10^{-5}{\bigl (}I*w_{v})^{2}{dG_{v} \over d\delta }$

där, - en del av magnetiseringskraften som skapas av relälindningen, som leder det magnetiska flödet genom arbetsluftgapet. ${\displaystyle F_{v))$

Värde , var ; och - magnetiska resistanser hos arbetsluftgapet och magnetkretsen, $F_{v}=F*k$ $k=R_{m,v}/(R_{m,v}+R_{m,c})$ $R_{m,v}=1/G_{v}$ ${\displaystyle R_{m,c))$

${\displaystyle {dG_{v} \over d\delta ))$ - derivata av förändringen i den magnetiska konduktiviteten hos arbetsluftspalten längs ankaret eller kärnan.

Den mottagande kroppen av elektromagnetiska AC-reläer har vanligtvis ett magnetiskt system som består av en I- , P- eller W - formad magnetisk krets, sammansatt av elektrisk stålplåt, med låg hysteres och virvelströmsförluster. Eftersom med växelström och ${\displaystyle I=I_{m}\sin {\omega t))$

$(Iw)^{2}={(Im)_{2}^{m}}\sin ^{2}\omega t={(Iw_{m}/2)}_{m}^{ 2}(1-\cos 2\omega t)$ , då kommer dragkrafterna (eller dragmomentet) att ändras enligt lagen

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

vilket leder till inkonstans i kontakternas funktion och till mekaniskt slitage av det rörliga reläsystemet. För att eliminera detta delas det magnetiska flödet i arbetsluftspalten i två flöden som är fasförskjutna med en vinkel φ. Detta uppnås genom att täcka 1/2 eller 2/3 av polstycket med ett kortat varv. I detta fall är dragkrafterna lika

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

Höghastighetselektromagnetiska reläer är tillverkade med låga vikter och tröghetsmoment hos rörliga delar, med ett magnetiskt system av stålplåt eller stål som innehåller cirka 4 % kisel.

I elektromagnetiska reläer med fördröjd verkan är de rörliga delarna gjorda med ett stort tröghetsmoment med en kortsluten spole eller hylsa av koppar eller aluminium placerad på kärnan. Ofta, för att sakta ner driften och frigöraren, används retardationskretsar, med hjälp av vilka en förlängning av de transienta processerna som förekommer i dess lindningar uppnås. Både drifttiden och reläets utlösningstid är summan av starttiden, det vill säga ökningen (eller minskningen) av strömmen i lindningen tills ankaret startar, och tiden som ankaret rör sig tills kontakterna sluter ( eller öppen). Retardationsscheman påverkar utbrytningstidens varaktighet.

Grundläggande retardationssystem

Retardationsschema	Ordningen på uppnåbara retardationer med i förhållande till det normala
Retardationsschema	aktivering	släppa taget
	2	2
	1.5	2-8
	1.5	3-8
	2-3	1-2
	5-20	-
	tio	tio

Huvuddelarna i ett elektromagnetiskt relä är: elektromagnet , armatur och switch . En elektromagnet är en elektrisk tråd lindad på en spole med ett ok av mjukt magnetiskt material . En armatur är vanligtvis en platta av magnetiskt material som verkar på kontakterna genom påskjutare .

Område av nominella spänningar som används för att mata reläspolarna, enligt DIN IEC 38

AC spänning (volt)		DC-spänning (volt)
Önskat värde	Giltigt värde	Önskat värde	Giltigt värde
-	2	-	2.4
-	-	-	3
-	-	-	fyra
-	-	-	4.5
-	5	-	5
6	-	6	-
-	-	-	7.5
-	-	-	9
12	-	12	-
-	femton	-	femton
24	-	24	-
-	-	-	trettio
-	36	36	-
-	-	-	40
-	42	-	-
48	-	48	-
-	60	60	-
-	-	72	-
-	-	-	80
-	-	96	-
-	100	-	-
110	-	110	-
-	-	-	125
220	-	-	-
-	-	-	250
380	-	-	-
440	-	440	-
-	-	-	600

I utgångsläget hålls ankaret av en fjäder. När en styrsignal appliceras, attraherar elektromagneten ankaret, övervinner dess kraft och stänger och/eller öppnar kontakterna, beroende på reläets design. Efter att styrspänningen stängts av återställer fjädern ankaret till sitt ursprungliga läge. Vissa modeller kan ha inbyggda elektroniska komponenter. Detta är ett motstånd anslutet till spollindningen för en mer exakt drift av reläet, eller (och) en kondensator parallell med kontakterna för att minska gnistbildning och brus, eller en halvledardiod som tjänar till att blockera överspänningar på relälindningen när den är strömlös på grund av elektromagnetisk induktion.

Den kontrollerade kretsen är inte elektriskt ansluten till styrkretsen på något sätt, det vill säga de är galvaniskt isolerade från varandra (elektroingenjörer använder ofta termen " torr kontakt " istället för den mer ryskspråkiga frasen "isolerad kontakt"). Dessutom, i den kontrollerade kretsen, kan strömmen vara mycket större än i styrkretsen. Källan till styrsignalen kan vara elektriska kretsar med låg ström (till exempel fjärrkontroll), olika sensorer (ljus, tryck, temperatur, etc.) och andra enheter som producerar små mängder ström och/eller spänning. Således fungerar reläer i själva verket som en diskret förstärkare för ström, spänning och effekt i en elektrisk krets. Denna egenskap hos reläet, förresten, användes flitigt i de allra första diskreta (digitala) datorerna . Därefter ersattes reläer i digital beräkning först av lampor , sedan av transistorer och mikrokretsar - som arbetar i ett nyckelläge (växling). För närvarande görs försök att återuppliva relädatorer med nanoteknik .

Som regel har ett elektromekaniskt relä en uttalad hysteresloop av ingångsströmfunktionen - kontakternas tillstånd (det vill säga de fungerar som en Schmitt-utlösare ). Följaktligen, för vissa reläer, indikeras två trösklar för denna hysteresloop - upptagningsströmmen och frigöringsströmmen. Utlösningsströmmen indikerar vid vilken ström reläet slår från till till. Frigöringsströmmen (ibland kallad hållström) indikerar vid vilken ström reläet ändras från påslaget till frånslaget.

I det ögonblick som reläet växlar till aktivt läge krävs mycket mer ström än för att hålla, eftersom fältet är mycket starkare nära magneten än på avstånd.

Idag, inom elektronik och elektroteknik, används reläer främst för att styra stora strömmar. I kretsar med små strömmar används oftast transistorer eller tyristorer för styrning .

När man arbetar med superhöga strömmar (tiotals till hundratals ampere ; till exempel vid rengöring av metall genom elektrolys ), för att eliminera risken för haveri , är kontakterna i den kontrollerade kretsen gjorda med en stor kontaktyta och nedsänks i olja ( den så kallade "oljecellen").

Reläer används fortfarande i mycket stor utsträckning inom hushållselteknik, särskilt för automatisk på- och avkoppling av elmotorer (startreläer), såväl som i bilars elektriska kretsar. Till exempel krävs ett startrelä i ett hushållskylskåp , såväl som i tvättmaskiner. I dessa enheter är reläet mycket mer tillförlitligt än elektroniken, eftersom det är motståndskraftigt mot startströmmen när motorn startas, och särskilt mot den kraftiga spänningsstöten när den är avstängd.

Litteratur

Sotskov B.S. Grunderna för beräkning och design av elektromekaniska element i maskinens automatiska och telemekaniska enheter. - Moskva, 1959.

Stupel F.A. Elektromekaniska reläer. - Kharkov, 1956.

Pick R., Waygar G.,. Beräkning av kopplingsreläer / pr. från engelska. - 1961.

Wittenberg M.I. Beräkning av elektromagnetiska reläer för automations- och kommunikationsutrustning. — 1956.