Соленоидни контролни релеји, како релеј ради
Релеј је електрични уређај дизајниран да пребаци електрична кола (нагло промени излазне вредности) за дате промене електричних или неелектричних улазних вредности.
Релејни елементи (релеји) се широко користе у управљачким и аутоматизованим колима јер се могу користити за контролу великих излазних снага са улазним сигналима мале снаге; испунити логичке операције; стварање мултифункционалних релејних уређаја; да изврши пребацивање електричних кола; поправити одступања контролисаног параметра од задатог нивоа; врши функције меморијског елемента итд.
Први штафет је измислио Американац Ј. Хенрија 1831. и на основу електромагнетног принципа рада, треба напоменути да први релеј није био прекидачки релеј, већ је први прекидачки релеј изумео Американац С.Бреезе Морсе 1837. године, који је касније користио у телеграфском апарату... Реч штафета потиче од енглеске релеј, што значи мењање уморних поштанских коња на станицама или преношење штафете (палице) уморном спортисти.
Класификација штафета
Релеји се класификују према различитим критеријумима: према врсти улазних физичких величина на које реагују; по функцијама које обављају у системима управљања; по дизајну итд. Према врсти физичких величина разликују се електричне, механичке, термичке, оптичке, магнетне, акустичке и др. штафета. Треба напоменути да релеј може да реагује не само на вредност одређене количине, већ и на разлику у вредностима (диференцијални релеји), на промену знака количине (поларизовани релеји) или на брзина промене улазне величине.
Релејни уређај
Штафета се обично састоји од три главна функционална елемента: смисла, средњег и извршног.
Опажни (примарни) елемент опажа контролисану величину и трансформише је у другу физичку величину.
Средњи елемент упоређује вредност ове вредности са задатом тачком и када је прекорачена, преноси прву акцију на погон.
Актуатор преноси ефекат са релеја на контролисана кола. Сви ови елементи се могу изразити или комбиновати једни са другима.
Осетљиви елемент, у зависности од намене релеја и врсте физичке величине на коју реагује, може имати различит дизајн, како по принципу рада тако и по питању уређаја.На пример, у прекострујном релеју или напонском релеју, осетљиви елемент је направљен у облику електромагнета, у прекидачу притиска - у облику мембране или рукава, у прекидачу нивоа - у пловку итд.
По уређају погона, релеји су подељени на контактне и бесконтактне.
Контактни релеји делују на контролисано коло помоћу електричних контаката чије затворено или отворено стање омогућава да се обезбеди или потпуни кратки спој или потпуни механички прекид излазног кола.
Бесконтактни релеји утичу на контролисано коло кроз изненадну (наглу) промену параметара излазних електричних кола (отпор, индуктивност, капацитивност) или промену нивоа напона (струје).
Карактеристике релеја
Главне карактеристике релеја одређене су зависностима између параметара излазне и улазне величине.
Разликују се следеће главне карактеристике релеја.
1. Магнитуда активирања релеја Ксцр — вредност параметра улазне вредности на којој је релеј укључен. Када је Кс < Ксав, излазна вредност је једнака Умин, када Кс ³ Ксав, вредност И се нагло мења са Умин на Умак и релеј се укључује. Прихватљива вредност којом се релеј подешава назива се задата вредност.
2. Снага активирања релеја Пср — минимална снага која се мора обезбедити пријемном органу да га преведе из стања мировања у стање рада.
3. Контролисана снага Рупр — снага којом управљају склопни елементи релеја у процесу комутације.Што се тиче управљачке снаге, разликују се релеји за кола мале снаге (до 25 В), релеји за кола средње снаге (до 100 В) и релеји за кола велике снаге (преко 100 В), који припадају на релеје снаге и називају се контактори.
4. Релаи респонсе тиме тав — временски интервал од Ксав сигнала до улаза релеја до почетка акције на контролисаном колу. Према времену одзива, постоје нормални, брзи, одложени релеји и временски релеји. Обично за нормалне релеје тав = 50 ... 150 мс, за релеје велике брзине тав 1 с.
Принцип рада и уређај електромагнетних релеја
Због свог једноставног принципа рада и високе поузданости, електромагнетни релеји се широко користе у системи аутоматизације и у шемама заштите електричних инсталација. Електромагнетни релеји се деле на ДЦ и АЦ релеје. ДЦ релеји се деле на неутралне и поларизоване. Неутрални релеји подједнако реагују на једносмерну струју у оба смера која тече кроз њен калем, а поларизовани релеји реагују на поларитет контролног сигнала.
Рад електромагнетних релеја заснива се на коришћењу електромагнетних сила које настају у металном језгру када струја пролази кроз завоје његовог намотаја. Делови релеја су монтирани на постоље и прекривени поклопцем. Изнад језгра електромагнета монтирана је покретна арматура (плоча) са једним или више контаката. Насупрот њима су одговарајући упарени фиксни контакти.
У почетном положају, сидро се држи опругом. Када се примени напон, електромагнет привлачи арматуру, превазилазећи њену силу и затвара или отвара контакте, у зависности од дизајна релеја.Након искључења струје, опруга враћа арматуру у првобитни положај. Неки модели могу имати уграђене електронске компоненте. Ово је отпорник спојен на намотај завојнице ради јаснијег активирања релеја или / и кондензатор паралелан са контактима за смањење лука и буке.
Контролисано коло није ни на који начин електрично повезано са контролним колом; штавише, у контролисаном колу вредност струје може бити много већа него у контролном колу. То јест, релеји у суштини делују као појачало за струју, напон и снагу у електричном колу.
Релеји наизменичне струје раде када се на њихове калемове примени струја одређене фреквенције, односно главни извор енергије је мрежа наизменичне струје. Конструкција АЦ релеја је слична оној код ДЦ релеја, само језгро и арматура су направљени од лимова од електричног челика како би се смањили губици хистерезе и вртложне струје.
Предности и мане електромагнетних релеја
Електромагнетни релеј има низ предности које полупроводнички конкуренти немају:
- могућност пребацивања оптерећења до 4 кВ са запремином релеја мањом од 10 цм3;
- отпорност на импулсне ударе и деструктивне сметње које настају услед пражњења грома и као резултат комутационих процеса у високонапонској електротехници;
- изузетна електрична изолација између управљачког кола (намотаја) и контактне групе — најновији стандард од 5 кВ је недостижан сан за већину полупроводничких прекидача;
- мали пад напона на затвореним контактима и, као резултат тога, ниско стварање топлоте: при пребацивању струје од 10 А, мали релеј расипа укупно мање од 0,5 В преко завојнице и контаката, док триак релеј емитује више од 15 В на атмосферу, која, прво, захтева интензивно хлађење, а друго, погоршава ефекат стаклене баште на планети;
- изузетно ниска цена електромагнетних релеја у поређењу са полупроводничким прекидачима
Напомињући предности електромеханике, напомињемо и недостатке релеја: мала брзина рада, ограничен (иако веома велики) електрични и механички ресурс, стварање радио сметњи при затварању и отварању контаката, и на крају, последње и непријатно својство — проблеми са пребацивањем индуктивних оптерећења и високонапонских једносмерних оптерећења.
Типична пракса примене електромагнетних релеја велике снаге је пребацивање оптерећења на 220 В АЦ или 5 до 24 В ДЦ при струјама укључивања до 10-16 А. серво), жаруље са жарном нити, електромагнети и други активни, индуктивни и капацитивни потрошачи. електричне енергије у распону од 1 В до 2-3 кВ.
Поларизовани електромагнетни релеји
Једна врста електромагнетног релеја је поларизовани електромагнетни релеј. Њихова главна разлика од неутралних релеја је способност да реагују на поларитет контролног сигнала.
Најчешћа серија електромагнетних контролних релеја
Средњи релеј РПЛ серије. Релеји су намењени за употребу као компоненте у стационарним инсталацијама, углавном у управљачким круговима за електромоторне погоне на напонима до 440 В ДЦ и до 660 В АЦ са фреквенцијом од 50 и 60 Хз.Релеји су погодни за рад у управљачким системима који користе микропроцесорску технологију где је завојница за затварање окружена лимитером или са тиристорском контролом. Ако је потребно, на међурелеју се може инсталирати једно од следећег. додаци ПКЛ и ПВЛ… Номинална струја контаката — 16А
Средњи релеј серије РПУ-2М. Међурелеји РПУ-2М су намењени за рад у електричним колима за управљање и индустријску аутоматизацију наизменичне струје напона до 415В, фреквенције 50Хз и једносмерне струје напона до 220В.
Релеј серије РПУ-0, РПУ-2, РПУ-4. Релеји се производе са ДЦ намотајима за напоне 12, 24, 48, 60, 110, 220 В и струје од 0,4 — 10 А и АЦ намотајима за напоне 12, 24, 36, 110, 127, 220, 230, . 380 и струје 1 — 10 А. Релеј РПУ-3 са калемовима напајања ДЦ — за напоне 24, 48, 60, 110 и 220 В.
Средњи релеји серије РП-21 су намењени за примену у управљачким колима електромоторних погона наизменичне струје напона до 380В иу ДЦ колима напона до 220В. Релеји РП-21 су опремљени утичницама за лемљење, за дин. шина или вијак.
Главне карактеристике релеја РП-21. Опсег напона напајања, В: ДЦ — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 АЦ са фреквенцијом од 50 Хз — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 АЦ са фреквенцијом од 60 Хз — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Називни напон контактног кола, В: ДЦ релеј — 12 … 220, АЦ релеј — 12 … 380 Називна струја — 6,0 А Количина затворених контаката. / одмор / прекидач — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Механичка издржљивост — најмање 20 милиона циклуса.
Електромагнетни ДЦ релеј серије РЕС-6 као међурелеј напона 80 — 300 В, струја пребацивања 0,1 — 3 А
Такође се користи као средња серија електромагнетних релеја РП-250, РП-321, РП-341, РП-42 и низ других који се могу користити као напонски релеји.
Како одабрати електромагнетни релеј
Радни напони и струје у намотају релеја морају бити унутар дозвољених вредности. Смањење радне струје у завојници доводи до смањења поузданости контакта и повећања прегревања завојнице, смањења поузданости релеја на максимално дозвољеној позитивној температури.Чак и краткотрајно напајање са повећаним радним напоном на калем релеја је непожељан, јер то изазива механичке пренапоне у деловима магнетног кола и контактних група, а електрични пренапон намотаја при отварању кола може изазвати квар изолације.
Приликом избора начина рада релејних контаката потребно је узети у обзир вредност и врсту укључене струје, природу оптерећења, укупан број и учесталост укључивања.
Приликом пребацивања активних и индуктивних оптерећења контактима је најтежи процес отварања кола, јер у овом случају, услед формирања лучног пражњења, долази до главног хабања контаката.
Како премотати намотаје намотаја електричних уређаја на другу врсту струје
Уређаји за ручно пребацивање. Прекидачи ножева