Princip činnosti a účel relé. — Lada 21101, 1,6 l, 2005 | elektronika | JÍZDA2

Relé je elektrické zařízení určené ke spínání elektrických obvodů (náhlé změny výstupních hodnot) pro dané změny elektrických nebo neelektrických vstupních hodnot.

Elektromagnetická relé přicházejí v široké škále provedení. V nejběžnějším provedení vytváří elektrický proud (příslušného napětí) procházející cívkou magnetický tok v obvodu jádro-jho-kotva, v důsledku čehož je kotva přitahována k jádru. To způsobí změnu polohy kontaktů: jeden sepne a druhý rozepne.

V jiných provedeních je pohyblivé jádro vtaženo do cívky. U hermetických relé trubkového typu působí magnetický tok vytvářený cívkou přímo na kontaktní pružiny vyrobené z měkkého magnetického materiálu, což způsobuje jejich činnost. Takové kontakty mohou fungovat pod vlivem magnetického pole z permanentního magnetu nebo pod vlivem společného pole z permanentního magnetu a cívky.

Prvky relé (relé) jsou široce používány v řídicích a automatizačních obvodech, protože s jejich pomocí můžete:

• ovládání vysokých výstupních výkonů pomocí vstupních signálů s nízkým výkonem;
• provádět logické operace;
• vytvořit multifunkční reléová zařízení;
• provádět spínání elektrických obvodů;
• zaznamenat odchylky řízeného parametru od stanovené úrovně;
• plnit funkce úložného prvku atd.

První relé vynalezl Američan J. Henry v roce 1831 a bylo založeno na elektromagnetickém principu činnosti, nutno podotknout, že první relé nebylo spínací relé, ale první spínací relé vynalezl Američan S. Breese Morse v roce 1837, který později použil v telegrafním přístroji.

Slovo štafeta pochází z anglického relay, což znamenalo výměnu unavených poštovních koní na stanicích nebo absolvování štafetového závodu unaveným sportovcem.

Všechny automatizační obvody s ovládáním kontaktů relé jsou založeny na použití elektromagnetických relé. Před rozšířeným používáním programovatelných logických automatů byla relé nejdůležitějšími prvky automatizace.

Bude vám na tom záležet?

Relé jsou klasifikována podle různých kritérií:

• podle typu vstupních fyzikálních veličin, na které reagují;
• podle funkce,
• které provádějí v řídicích systémech;
• podle designu atd.

Podle druhu fyzikálních veličin se dělí na elektrické, mechanické, tepelné, optické, magnetické, akustické atd. relé. Je třeba poznamenat, že relé může reagovat nejen na hodnotu konkrétní veličiny, ale také na rozdíl hodnot (diferenční relé), na změnu znaménka veličiny (polarizovaná relé) nebo na rychlost změny vstupního množství.

Relé se obvykle skládá ze tří hlavních funkčních prvků: snímacího, mezilehlého a ovládacího prvku.

Vnímající (primární) prvek vnímá řízenou veličinu a převádí ji na jinou fyzikální veličinu.

Mezičlánek porovnává hodnotu této veličiny s danou hodnotou a při jejím překročení přenáší primární účinek na akční člen.

Akční člen přenáší vliv z relé do řízených obvodů. Všechny tyto prvky mohou být explicitní nebo vzájemně kombinované.

Snímací prvek v závislosti na účelu ochrany a typu fyzikální veličiny, na kterou reaguje, může mít různá provedení, jak principem činnosti, tak i konstrukcí.

Například u relé maximálního proudu nebo napěťového relé je snímací prvek vyroben ve formě elektromagnetu, v tlakovém relé – ve formě membrány nebo měchu, v hladinovém relé – ve svěráku plováku atd.

Podle provedení akčního členu se relé dělí na kontaktní a bezkontaktní.

Kontaktní relé působí na ovládaný obvod pomocí elektrických kontaktů, jejichž sepnutý nebo rozepnutý stav umožňuje buď úplné sepnutí nebo úplné mechanické přerušení výstupního obvodu.

Bezkontaktní relé působí na řízený obvod náhlou (náhlou) změnou parametrů výstupních elektrických obvodů (odpor, indukčnost, kapacita) nebo změnou úrovně napětí (proudu).

Hlavní charakteristiky relé jsou určeny závislostmi mezi parametry výstupních a vstupních veličin.

Rozlišují se následující hlavní charakteristiky relé.

1. Velikost sepnutí relé Xsr je hodnota vstupního parametru, při kterém se relé sepne. Když X < Xsr, výstupní hodnota je rovna Уmin, když X >Xsr, hodnota Y se náhle změní z Ymin na Ymax a relé se zapne. Provozní hodnota, na kterou je relé nastaveno, se nazývá nastavení.

2. Výkon relé Рср – minimální výkon, který musí být dodán snímacímu orgánu, aby jej převedl z klidového stavu do pracovního.

3. Řízený výkon Rupr – výkon, který je řízen spínacími prvky relé během spínacího procesu. Na základě řídicího výkonu se rozlišují relé obvodů malého výkonu (do 25 W), relé obvodů středního výkonu (do 100 W) a relé obvodů vysokého výkonu (nad 100 W), která patří mezi výkonová relé a nazývají se stykače.

4. Doba odezvy relé tср – časový interval od přivedení signálu Xср na vstup relé do začátku dopadu na ovládaný obvod. Na základě doby odezvy se rozlišuje mezi normálními, vysokorychlostními, pomalu působícími a časovými relé. Typicky pro normální relé tav = 50. 150 ms, pro vysokorychlostní relé tav -1 s.

Princip činnosti a konstrukce elektromagnetických relé

Elektromagnetická relé jsou díky svému jednoduchému principu činnosti a vysoké spolehlivosti široce používána v automatizačních systémech a v ochranných obvodech elektrických instalací. Elektromagnetická relé se dělí na stejnosměrná a střídavá relé.

Stejnosměrná relé se dělí na neutrální a polarizovaná. Neutrální relé reagují stejně na stejnosměrný proud obou směrů procházející jeho vinutím, zatímco polarizovaná relé reagují na polaritu řídicího signálu.

Činnost elektromagnetických relé je založena na využití elektromagnetických sil, které vznikají v kovovém jádru při průchodu proudu závity jeho cívky. Díly relé jsou namontovány na základně a zakryty víkem.

Nad jádrem elektromagnetu je instalována pohyblivá kotva (deska) s jedním nebo více kontakty. Naproti nim jsou odpovídající párové pevné kontakty.

Ve výchozí poloze je kotva držena pružinou. Při přivedení napětí elektromagnet přitáhne kotvu, překoná její sílu a sepne nebo rozepne kontakty, v závislosti na konstrukci relé. Po vypnutí napětí vrátí pružina kotvu do původní polohy.

Některé modely mohou mít vestavěné elektronické prvky. Jedná se o rezistor připojený k vinutí cívky pro jasnější činnost relé nebo (a) kondenzátor paralelně s kontakty pro snížení jiskření a rušení.

Řídicí obvod není nijak elektricky spojen s řídicím obvodem, navíc v řízeném obvodu může být hodnota proudu mnohem větší než v řídicím obvodu. To znamená, že relé v podstatě fungují jako zesilovač proudu, napětí a výkonu v elektrickém obvodu.

Když cívkou elektromagnetického relé začne protékat řídicí proud, kotva se přitáhne k jádru s cívkou a sepne pohyblivé kontakty. Tím se uvede ovládané zařízení do provozu. K přitažení kotvy přitom stačí mnohem menší řídicí proud, než je proud protékající obvodem řídicího zařízení.

Normálně otevřené a normálně zavřené kontakty jsou v domácí literatuře známy jako normálně otevřené (NO) a normálně uzavřené (NC). Za „normální“ se považuje stav relé bez napětí nebo nestisknutého tlačítka. Lze uvést následující mnemotechnické pravidlo: „Relé (tlačítko) je v normálním stavu, pokud je uloženo.

Střídavá relé fungují, když je na jejich vinutí aplikován proud o určité frekvenci, to znamená, že hlavním zdrojem energie je síť střídavého proudu.

Konstrukce střídavého relé je podobná jako u stejnosměrného relé, kromě toho, že jádro a kotva jsou vyrobeny z elektrotechnických ocelových plechů, aby se snížila hystereze a ztráty vířivými proudy.

Výhody a nevýhody elektromagnetických relé

Elektromagnetické relé má řadu výhod, které nejsou dostupné u polovodičových konkurentů:

• schopnost spínat zátěže o výkonu až 4 kW s objemem relé menším než 10 cm3;
• odolnost vůči pulzním přepětím a destruktivnímu rušení, které se objevuje při úderu blesku a v důsledku spínacích procesů ve vysokonapěťové elektrotechnice;
• výjimečná elektrická izolace mezi řídicím obvodem (cívkou) a kontaktní skupinou – nejnovější norma 5 kV je pro drtivou většinu polovodičových spínačů nedosažitelným snem;
• nízký pokles napětí na uzavřených kontaktech a v důsledku toho nízká tvorba tepla: při spínání proudu 10 A rozptýlí malé relé na cívce a kontaktech celkem méně než 0,5 W, zatímco triakové relé vyzařuje více než 15 W do atmosféry, což za prvé vyžaduje intenzivní chlazení a za druhé zhoršuje skleníkový efekt na planetě;
• extrémně nízká cena elektromagnetických relé ve srovnání s polovodičovými spínači

S ohledem na výhody elektromechaniky si také všimneme nevýhod relé: nízká provozní rychlost, omezené (i když velmi velké) elektrické a mechanické zdroje, vytváření rádiového rušení při zavírání a otevírání kontaktů a konečně poslední a nejnepříjemnější vlastnost – problémy při spínání indukčních zátěží a vysokonapěťových zátěží na stejnosměrný proud.

Typickou praxí použití výkonných elektromagnetických relé je spínání zátěže na střídavý proud 220 V nebo stejnosměrný proud od 5 do 24 V při spínacích proudech do 10–16 A.

Typické zátěže pro vysoce výkonné reléové kontaktní skupiny jsou ohřívače, nízkopříkonové elektromotory (například ventilátory a serva), žárovky, elektromagnety a další aktivní, indukční a kapacitní spotřebiče elektrické energie v rozsahu od 1 W do 2– 3 kW.

Polarizovaná elektromagnetická relé

Typ elektromagnetického relé je polarizované elektromagnetické relé. Jejich zásadní rozdíl od neutrálních relé je jejich schopnost reagovat na polaritu řídicího signálu.

Polovodičová relé

V současné době jsou funkce relé stále častěji vykonávány polovodičovými obvody – polovodičovými relé (SSR – Solid-State-Relay).

Jak funguje SSR? Vstupní proud prochází optoelektronickým systémem, který dále zajišťuje oddělení vstupního a výstupního obvodu a řídí napájecí obvod. Konečný efekt je stejný jako v případě elektromagnetického relé – po přivedení napětí na vstup sepne výstup. Jediný rozdíl je v tom, že v případě polovodičového relé je zátěž spínána elektronickými součástkami.

Jelikož se jedná o polovodičový spínací prvek, neobsahuje (na rozdíl od elektromagnetického relé) žádné pohyblivé části, které se mohou častým spínáním opotřebovat. Dalšími výhodami jsou tichý chod a menší rozměry při stejném spínaném výkonu. V neposlední řadě je rychlost spínání rychlejší než u elektromagnetických relé.

Nevýhodou polovodičových relé je naopak vyšší úbytek napětí na spínacím prvku a zpravidla nutnost chlazení takového relé přídavným pasivním zářičem. Další nevýhodou spojenou s nižším rozšířením SSR v praxi je vyšší cena oproti elektromagnetickým relé.

Na rozdíl od polovodičů v polovodičovém relé umožňuje elektromagnetické relé galvanické (elektrické) oddělení řídicího obvodu od řídicího obvodu (viz – Co je galvanické oddělení).

Polovodičová relé se často používají v automatickém řízení elektrického vytápění, kde se ohřívač zapíná a vypíná v krátkých proměnných intervalech (pulzní široká modulace, PWM) k regulaci teploty ohřívačů.

Při výběru řešení pro váš projekt stojí za to věnovat pozornost důležitým rozdílům mezi polovodičovými relé SSR a elektromagnetickými relé EMR. Obě skupiny se vyznačují zcela odlišnými vlastnostmi spojenými s jejich strukturou. Když znáte vlastnosti relé, můžete vědomě využívat jejich výhody výběrem řešení, které splňuje specifické podmínky dané specifiky analyzovaného procesu.

Zejména stojí za to odpovědět na následující otázky:

• Jak často by mělo relé spínat?
• Je to aplikace, která vyžaduje velmi časté přepínání?
• V jakých podmínkách prostředí bude vaše relé pracovat?
• Je vyžadováno, aby relé fungovalo tiše?
• Vyžaduje vaše aplikace rychlou odezvu a vysokou rychlost přepínání?
• Je v rozvaděči dostatek místa pro chladič a dostatečné větrání?

Při výběru relé pamatujte také na chladič!

Aby bylo zajištěno správné fungování polovodičových relé, musí být teplo, které vytvářejí, správně odváděno. Množství generovaného tepla závisí na zatěžovacím proudu (výběr radiátoru je ovlivněn i teplotou okolí).

Maximální teplota, kterou systém SCR „odolá“, je 125 °C. Pokud teplota stále stoupá, relé selže. Aby k tomu nedocházelo, jsou relé namontována na správně zvolených radiátorech, díky nimž je teplo odváděno do okolí.

Relé s chladiči musí být instalovány v požadovaných vzdálenostech od sebe a samozřejmě musí být zajištěno dostatečné větrání uvnitř rozvaděče.

Nejběžnější řada elektromagnetických ovládacích relé

Mezilehlá relé série RPL. Relé jsou určena pro použití jako komponenty ve stacionárních instalacích, především v řídicích obvodech elektrických pohonů při napětí do 440 V DC a do 660 V AC s frekvencí 50 a 60 Hz.

Relé jsou vhodná pro provoz v řídicích systémech s mikroprocesorovou technologií, kdy je spínací cívka přemostěna omezovačem svodiče nebo s tyristorovým řízením. V případě potřeby lze na mezilehlé relé nainstalovat jeden z nástavců PKL a PVL. Jmenovitý kontaktní proud – 16A

Mezilehlé relé řady RPU-2M. Mezirelé RPU-2M jsou určena pro provoz v elektrických řídicích obvodech a obvodech průmyslové automatizace střídavého napětí do 415V, frekvence 50Hz a stejnosměrného napětí do 220V.

Relé řady RPU-0, RPU-2, RPU-4. Relé jsou vyráběna se stejnosměrnými vtahovacími cívkami pro napětí 12, 24, 48, 60, 110, 220 V a proudy 0,4 – 10 A a střídavými vtahovacími cívkami pro napětí 12, 24, 36, 110, 127 , 220, 230 , 240, 380 a proud 1 – 10 A. Relé RPU-3 s DC vtahovacími cívkami – pro napětí 24, 48, 60, 110 a 220 V.

Mezirelé řady RP-21 jsou určena pro použití v řídicích obvodech střídavých elektrických pohonů s napětím do 380V a ve stejnosměrných obvodech s napětím do 220V. Relé RP-21 jsou vybavena paticemi pro pájení, pro din. kolejnice nebo šroub.

Hlavní vlastnosti relé RP-21:

• Rozsah napájecího napětí, V: DC – 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110, AC frekvence 50 Hz – 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240, AC frekvence 60 Hz – 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240.
• Jmenovité napětí kontaktního obvodu, V: DC relé – 12, AC relé – 220 Jmenovitý proud – 12 A.
• Počet kontaktů / OTEVŘENO / přepínač — 0 / 4 / 0.
• Odolnost proti mechanickému opotřebení – ne méně než 20 milionů cyklů.

DC elektromagnetická relé řady RES-6 jsou široce používána v automatizačních systémech obráběcích strojů, mechanismů a strojů jako mezirelé s napětím 80 – 300 V, spínacím proudem 0,1 – 3 A

Jako mezilehlá se používají i elektromagnetická relé řad RP-250, RP-321, RP-341, RP-42 a řady dalších, které lze použít i jako napěťová relé.

Jak vybrat elektromagnetické relé

Provozní napětí a proudy ve vinutí relé musí být v přijatelných hodnotách. Snížení provozního proudu ve vinutí vede ke snížení spolehlivosti kontaktu a zvýšení vede k přehřátí vinutí, což snižuje spolehlivost relé při maximální přípustné kladné teplotě.

Nežádoucí je i krátkodobé přivedení zvýšeného provozního napětí do vinutí relé, protože to způsobuje mechanická přepětí v částech magnetického obvodu a kontaktních skupin a elektrické přepětí vinutí při otevření jeho obvodu může způsobit porušení izolace. .

Při volbě pracovního režimu kontaktů relé je nutné vzít v úvahu hodnotu a typ spínaného proudu, charakter zátěže, celkový počet a četnost spínání.

Při spínání aktivních a indukčních zátěží je nejobtížnějším procesem pro kontakty proces otevírání obvodu, protože k hlavnímu opotřebení kontaktů dochází v důsledku tvorby obloukového výboje.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře

Proč potřebujete instalovat relé do auta? Začněme definicí:

Relé je elektrické zařízení (spínač) určené k uzavírání a otevírání různých úseků elektrických obvodů pro dané změny elektrických nebo neelektrických vstupních veličin.
Typy relé se mohou lišit v řídicím signálu a v designu, nebudeme se tím zabývat, zejména proto, že to vše je na stejné Wikipedii. Podotýkáme pouze, že nejrozšířenější jsou elektrická (elektromagnetická) relé.

Z definice je těžké pochopit, proč je potřeba relé, takže si to pojďme rozebrat jednoduchými slovy:
Relé je určeno pro spínání velkých zátěžových proudů. Jinými slovy, je to spínač, nebo ještě jednodušší – princip činnosti relé – s malým proudem (například signál tlačítka) pro zapnutí obvodů s velkým proudem. A relé se používá, když akční člen (startér, generátor, ventilátor, vyhřívaná zrcátka, klakson atd.) spotřebovává více proudu (až 30-40 ampér).

NAPŘÍKLAD: Pro nastartování motoru malým tlačítkem je nutné zapnout startér, který má spotřebu od 80 do 300 ampér. Pokud nepoužijete relé, pak tlačítko nevydrží vysoký proud a roztaví se, stejně jako kabeláž, která není určena pro vysoké proudy. Proto je provedeno spojení přes relé (mezi tlačítkem a startérem je instalováno relé), které na základě malého proudového impulsu z tlačítka v sobě sepne výkonné kontakty a tím zapne startér. Jak se to stane?
****************************************************** ****************************************************** *******************
Reléové zařízení

Elektromagnetické relé se skládá z:
elektromagnet (představuje elektrický drát navinutý na cívce s jádrem z magnetického materiálu).
armatury (deska vyrobená z magnetického materiálu, která ovládá kontakty pomocí tlačníku).
spínače (mohou být zapínání, vypínání, spínání).

Když elektrický proud prochází vinutím elektromagnetu, výsledné magnetické pole přitahuje k jádru kotvu, která se pohybuje přes tlačník a tím spíná kontakty.
************************************************** ************************************************** **********************
Kontakty a princip činnosti relé

Kontakty relé:
Kolíky 85 a 86 jsou cívka.
Kontakt 30 je společný kontakt, vždy přítomný v relé. Bez přivedení napětí na kontakty vinutí je trvale sepnuto ke kontaktu 87a.
Kontakt 87A je normálně uzavřený kontakt.
Kontakt 87 je normálně otevřený kontakt.
Napájecí kontakty jsou vždy označeny 30, 87 a 87a.

Princip činnosti relé:
V klidu, tj. když cívka není napájena, je kontakt 30 sepnut kontaktem 87A. Při současném napájení kontaktů 85 a 86 (jeden kontakt je „plus“ a druhý „mínus“, bez ohledu na to, kde se nachází, pokud na relé není žádné označení diody), je cívka „buzena“, tzn. je, je spuštěn. Potom je kontakt 30 odpojen od kontaktu 87A a připojen ke kontaktu 87.
***************************************************** ***************************************************** *********************
Některé typy relé:
-relé s pěti kontakty (5pinové relé). Pokud je na vinutí přiveden signál, kontakt 30 je odpojen od 87a a připojen k 87.
-relé se čtyřmi kontakty (4pinové relé). Kontakt 87a nebo 87 může chybět, pak relé bude fungovat pouze pro zapnutí nebo vypnutí (zavření nebo otevření) napájecího obvodu.
Všechna relé mají cívkové kontakty (piny 85 a 86).
***************************************************** ***************************************************** **********************
Použitelnost a účel:

4-pinová a 5-pinová relé se používají v automobilech jako prostředek pro zapnutí nebo přepnutí obvodu.

Závěr:
Hlavní rozdíly a podobnosti mezi 4pinovým relé a 5pinovým relé jsou:
-Podobnosti mezi těmito typy relé. Mají budicí cívku, která spíná propojku (yakar). (Kontakty 86,85-cívka)
Rozdíl mezi těmito relé je v tom, že.
U 4kontaktního relé je obvod vždy rozpojen (kontakty 87,30) a vlivem cívky (budiče) se obvod sepne (dojde ke kontaktu).
U 5kontaktního relé je obvod rozpojen, sepnut (kontakty 87a, 30 jsou sepnuty) (kontakty 87,30, 87 jsou rozepnuté) vlivem cívky (budiče), propojka (kotva) přepne z kontaktu 87a na kontakt XNUMX.

Vzory aplikace jsou různé: