Przekaźnik elektromagnetyczny: urządzenie, zasada działania

Przekaźnik elektromagnetyczny jest urządzeniem przełączającym do przełączania obwody elektryczne pole elektromagnetyczne.

Obszary zastosowania

Przełączanie elektromagnetyczne stosuje się w obwodach automatyki, sterowania napędami elektrycznymi, instalacjach elektroenergetycznych i technologicznych, systemach sterowania itp. Przekaźnik elektromagnetyczny umożliwia regulację napięć i prądów, wykonywanie funkcji urządzeń do przechowywania i konwersji, rejestrowanie odchyleń parametrów od określonych wartości.

Zasada działania

Przekaźnik elektromagnetyczny, którego zasada działania jest wspólna dla dowolnego typu, składa się z następujących elementów:

1. Baza.
2. Kotwica
3. Cewka zwojów drutu.
4. Ruchome i stałe kontakty.

Wszystkie części są zamontowane na podstawie. Kotwica jest obrotowa i podtrzymywana przez sprężynę. Kiedy uzwojenie cewki jest zasilane, jego cewki płyną prąd elektryczny tworzenie sił elektromagnetycznych w rdzeniu. Przyciągają one kotwicę, która obraca i zamyka ruchome styki za pomocą sparowanych stałych. Kiedy prąd jest odłączony, kotwa powraca sprężyną. Ruchome kontakty poruszają się wraz z nim.

Tylko przekaźniki trzpieniowe różnią się od standardowych, w których styki, rdzeń, kotwica i sprężyna są połączone w jedną parę elektrod.

Przekaźnik elektromagnetyczny, którego obwód przedstawiono poniżej, jest urządzeniem przełączającym.

Jest typowy i ogólnie pokazuje jak energia elektryczna przekształcony w magnetyczny, który następnie pokonuje siłę sprężyny i przesuwa styki.

Obwody elektryczne cewki i przełączania nie są powiązane. Z tego względu małe prądy mogą napędzać duże. W rezultacie przekaźnik elektromagnetyczny jest wzmacniaczem prądowym lub napięciowym. Funkcjonalnie zawiera trzy główne elementy:

• postrzegający;
• pośredni;
• wykonawczy

Pierwszym z nich jest uzwojenie, które wytwarza pole elektromagnetyczne. Kontrolowany prąd przechodzi przez niego, gdy osiągnie ustaloną wartość progową, wpływa na element uruchamiający - styki elektryczne, wykonując lub zamykając obwód wyjściowy.

Klasyfikacja

Przekaźniki są klasyfikowane w następujący sposób:

1. Poprzez zarządzanie kontaktami - kotwicą i trzciną. W pierwszym przypadku następuje otwarcie zamknięcia styków podczas przesuwania szkieletu. W kontaktronach rdzeń jest nieobecny, a pole magnetyczne działa bezpośrednio na elektrody ferromagnetyczne ze stykami.
2. Prąd sterujący może być stały lub zmienny. W tym ostatnim przypadku kotwica i rdzeń są wykonane z blach stalowych, aby zmniejszyć straty. Dla prąd stały urządzenia są neutralne i spolaryzowane.
3. Prędkością odpowiedzi przekaźniki dzielą się na 3 grupy: do 50 ms, do 150 ms i ponad 1 s.
4. Ochrona przed wpływami zewnętrznymi obejmuje urządzenia zamknięte, osłonięte i otwarte.

Przy całej różnorodności typów przedstawionych poniżej działanie przekaźnika elektromagnetycznego opiera się na ogólnej zasadzie przełączania styków.

Urządzenie przekaźnika elektromagnetycznego jest ukryte wewnątrz obudowy, tylko uzwojenie i styki wystają z zewnątrz. Są one w większości ponumerowane, dla każdego modelu podano schemat elektryczny.

Parametry

Główne cechy przekaźnika to:

1. Czułość - przełączanie z dostarczonego sygnału na uzwojenie o określonej mocy, wystarczające do włączenia.
2. Opór zwijania.
3. Napięcie (prąd) pracy jest minimalną wartością progową parametru, przy którym styki są przełączane.
4. Napięcie zwalniające (prąd).
5. Czas odpowiedzi
6. Prąd roboczy (napięcie) - wartość, przy której gwarantowane włączenie następuje podczas pracy (wartość podawana jest w określonych granicach).
7. Czas zwolnienia
8. Częstotliwość inkluzji z obciążeniem styków.

Mocne i słabe strony

Przekaźnik elektromagnetyczny ma następujące zalety w stosunku do konkurentów półprzewodnikowych:

• przełączanie dużych obciążeń o małych wymiarach;
• izolacja galwaniczna między obwodem sterującym a grupą przełączającą;
• niskie wytwarzanie ciepła na stykach i cewce;
• mała cena

Urządzenie ma również wady:

• powolna reakcja;
• stosunkowo mały zasób;
• zakłócenia radiowe podczas przełączania kontaktów;
• złożoność przełączania przy wysokim napięciu prądu stałego i obciążeniach indukcyjnych.

Napięcie robocze i prąd cewki nie powinny przekraczać określonych wartości granicznych. Przy ich niskich wartościach kontaktowanie staje się niewiarygodne, a przy wysokich wartościach, przegrzanie uzwojenia, mechaniczne obciążenie części zwiększa się i może nastąpić uszkodzenie izolacji.

Trwałość przekaźnika zależy od rodzaju obciążenia i prądu, częstotliwości i liczby przełączeń. Większość kontaktów zużywa się po otwarciu, tworząc łuk.

Urządzenia zbliżeniowe mają przewagę, ponieważ nie pojawiają się w łuku. Ale jest też wiele innych niedociągnięć, które uniemożliwiają wymianę przekaźnika.

Przekaźniki elektromagnetyczne

Przekaźniki prądu i napięcia są różne, chociaż ich struktura jest podobna. Różnica polega na działaniu cewki. Przekaźnik prądu ma niewielką liczbę zwojów na cewce, której rezystancja jest niewielka. Jednocześnie nawijanie odbywa się za pomocą grubego drutu.

Uzwojenie przekaźnika napięciowego jest utworzone przez dużą liczbę zwojów. Zazwyczaj jest zawarty w istniejącej sieci. Każde urządzenie steruje określonym parametrem przy automatycznym włączaniu lub wyłączaniu odbiornika.

Za pomocą przekaźnika prądowego kontrolują jego siłę w obciążeniu, do którego jest podłączone uzwojenie. Informacje przekazywane są do innego obwodu poprzez podłączenie do niego rezystancji styku przełączającego. Podłączenie odbywa się do obwodu mocy bezpośrednio lub przez transformatory pomiarowe.

Urządzenia zabezpieczające są szybkie i mają czas reakcji rzędu kilkudziesięciu milisekund.

Przekaźnik czasowy

W schematach automatyzacji często konieczne jest tworzenie opóźnień w odpowiedzi urządzeń lub wydawanie sygnałów dla procesów technologicznych w określonej kolejności. W tym celu stosowane są przełączniki z opóźnieniem czasowym, na które nakładane są następujące wymagania:

• stabilność ekspozycji niezależnie od wpływu czynników zewnętrznych;
• małe wymiary, masa i zużyta energia;
• wystarczający układ styków mocy.

Aby kontrolować siłowniki, nie ma wymagań wysokiej dokładności. Ekspozycja wynosi 0,25-10 s. Niezawodność powinna być wysoka, ponieważ praca jest często wykonywana w warunkach drgań i wibracji. Urządzenia zabezpieczające systemu elektroenergetycznego muszą działać dokładnie. Ekspozycja nie przekracza 20 sekund. Występowanie występuje dość rzadko, więc nie ma wysokich wymagań dotyczących odporności na zużycie.

Przekaźniki elektromagnetyczne działają zgodnie z następującymi zasadami zwalniania:

1. Pneumatyczne - ze względu na obecność amortyzatora pneumatycznego.
2. Elektromagnetyczne - z prądem stałym występuje dodatkowe zwarcie uzwojenia, w którym indukowany jest prąd, co zapobiega wzrostowi głównego strumienia magnetycznego po jego uruchomieniu, a także jego redukcja po rozłączeniu.
3. Z kotwicą lub mechanizmem zegarowym, który odrywa się od elektromagnesu, a styki są wyzwalane po odliczaniu.
4. Napięcie silnika jest jednocześnie przykładane do elektromagnesu i silnika, który obraca krzywki, które napędzają układ styków.
5. Elektroniczny - za pomocą układów scalonych lub cyfrowej logiki.

Wniosek

Wraz z nadejściem elektroniki, przekaźnik elektromagnetyczny jest stopniowo wypychany, ale wciąż się rozwija, osiągając nowe możliwości. Trudno jest mu znaleźć alternatywę tam, gdzie występują spadki prądu i napięcia podczas uruchamiania i odłączania urządzeń za pomocą energii elektrycznej.