Releu electromagnetic

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 23 martie 2021; verificările necesită 8 modificări .

Un releu electromagnetic este un releu care răspunde la magnitudinea unui curent electric prin atragerea unei armături feromagnetice sau a unui miez atunci când curentul trece prin înfășurarea sa.

Organul de recepție al unui releu electromagnetic este o înfășurare și un sistem magnetic cu o parte mobilă (armatură sau miez). Organ executiv - contacte. Corpul de comparație este format dintr-o piesă mobilă și greutăți și arcuri suplimentare (retur și contact). În funcție de natura mișcării sistemului mobil, releele electromagnetice sunt împărțite în retractabile și rotative. Atât releele de tragere, cât și cele rotative pot fi echilibrate sau dezechilibrate în raport cu accelerațiile care acționează asupra lor.

Releele electromagnetice retractabile au un miez mobil care se mișcă într-un manșon de ghidare din material nemagnetic. Configurația „piciorului” miezului fix și capătului miezului mobil orientat către acesta determină tipul de caracteristică de tracțiune a releului. Dacă releul retractabil nu are un circuit magnetic, atunci este adesea numit releu solenoid.

Releele electromagnetice rotative au o armătură mobilă. Dacă unghiul de rotație este mic (5-10 °), atunci releul rotativ este adesea numit releu supapă.

Principalele caracteristici ale organului de recepție al releului electromagnetic sunt tracțiunea și mecanica (sarcina). Caracteristica de tracțiune este determinată de modificarea forței de atracție cu o modificare a spațiului de lucru δ între părțile fixe și mobile (armatură sau miez) ale sistemului magnetic la o anumită forță de magnetizare a înfășurării . Este definit pentru un releu DC ca: $P_{w}$ $F$

$P_{w}={dw_{m,v} \over d\delta }=-{F_{v}^{2} \over 8\pi *981}*{dG_{v} \over d\ delta }=-6,2*10^{-5}{\bigl (}I*w_{v})^{2}{dG_{v} \over d\delta }$

unde, - o parte din forța de magnetizare creată de înfășurarea releului, care duce la conducerea fluxului magnetic prin întrefierul de lucru. $F_{v)$

Valoare , unde ; și - rezistențele magnetice ale întrefierului de lucru și ale circuitului magnetic; $F_{v}=F*k$ $k=R_{m,v}/(R_{m,v}+R_{m,c})$ $R_{m,v}=1/G_{v}$ $R_{m,c}$

${dG_{v} \peste d\delta }$ - derivată a modificării conductivității magnetice a întrefierului de lucru de-a lungul armăturii sau miezului.

Corpul de recepție al releelor electromagnetice de curent alternativ are de obicei un sistem magnetic constând dintr-un circuit magnetic în formă de I , P sau W , asamblat din tablă electrică de oțel, cu histerezis scăzut și pierderi de curent turbionar. Din moment ce cu curent alternativ şi $I=I_{m}\sin {\omega t)$

$(Iw)^{2}={(Im)_{2}^{m}}\sin ^{2}\omega t={(Iw_{m}/2)}_{m}^{ 2}(1-\cos 2\omega t)$ , atunci forțele de tracțiune (sau momentul de tracțiune) se vor modifica conform legii

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

ceea ce duce la inconstanţa în funcţionarea contactelor şi la uzura mecanică a sistemului de relee mobile. Pentru a elimina acest lucru, fluxul magnetic din întrefierul de lucru este împărțit în două fluxuri deplasate în fază cu un unghi φ. Acest lucru se realizează prin acoperirea a 1/2 sau 2/3 din piesa polară cu o tură scurtă. În acest caz, forțele de tracțiune sunt egale

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

Releele electromagnetice de mare viteză sunt realizate cu greutăți și moment de inerție reduse ale pieselor în mișcare, cu un sistem magnetic din tablă de oțel sau oțel care conține aproximativ 4% siliciu.

În releele electromagnetice cu acțiune întârziată, piesele în mișcare sunt realizate cu un moment mare de inerție cu o bobină sau un manșon scurtcircuitat din cupru sau aluminiu pus pe miez. Adesea, pentru a încetini funcționarea și eliberarea, se folosesc circuite de decelerare, cu ajutorul cărora se realizează o alungire a proceselor tranzitorii care au loc în înfășurările sale. Atât timpul de funcționare, cât și timpul de eliberare al releului sunt suma timpului de pornire, adică creșterea (sau scăderea) curentului din înfășurare până la pornirea armăturii și timpul în care armătura se mișcă până la închiderea contactelor ( sau deschis). Schemele de decelerare afectează durata timpului de ruptură.

Scheme de bază de decelerare

Schema de decelerare	Ordinea decelerarilor realizabile de în raport cu normalul
Schema de decelerare	acționare	a trece peste
	2	2
	1.5	2-8
	1.5	3-8
	2-3	1-2
	5-20	-
	zece	zece

Principalele părți ale unui releu electromagnetic sunt: electromagnetul , armătura și comutatorul . Un electromagnet este un fir electric înfășurat pe o bobină cu un jug din material magnetic moale . O armătură este de obicei o placă de material magnetic care acționează asupra contactelor prin împingătoare .

Gama de tensiuni nominale utilizate pentru alimentarea bobinelor releului, conform DIN IEC 38

Tensiune AC (volt)		Tensiune DC (volt)
Valoare preferată	Valoare validă	Valoare preferată	Valoare validă
-	2	-	2.4
-	-	-	3
-	-	-	patru
-	-	-	4.5
-	5	-	5
6	-	6	-
-	-	-	7.5
-	-	-	9
12	-	12	-
-	cincisprezece	-	cincisprezece
24	-	24	-
-	-	-	treizeci
-	36	36	-
-	-	-	40
-	42	-	-
48	-	48	-
-	60	60	-
-	-	72	-
-	-	-	80
-	-	96	-
-	100	-	-
110	-	110	-
-	-	-	125
220	-	-	-
-	-	-	250
380	-	-	-
440	-	440	-
-	-	-	600

În poziția inițială, ancora este ținută de un arc. Când se aplică un semnal de comandă, electromagnetul atrage armătura, depășind forța acesteia, și închide și/sau deschide contactele, în funcție de designul releului. După oprirea tensiunii de control, arcul readuce armătura în poziția inițială. Unele modele pot avea componente electronice încorporate. Acesta este un rezistor conectat la înfășurarea bobinei pentru o funcționare mai precisă a releului sau (și) un condensator paralel cu contactele pentru a reduce scânteile și zgomotul, sau o diodă semiconductoare care servește la blocarea supratensiunilor de pe înfășurarea releului atunci când este deconectat din cauza inducţiei electromagnetice.

Circuitul controlat nu este conectat electric la circuitul de control în niciun fel, adică sunt izolate galvanic unul de celălalt (inginerii electrici folosesc adesea termenul „ contact uscat ” în loc de expresia în limba rusă „contact izolat”). Mai mult, în circuitul controlat, curentul poate fi mult mai mare decât în circuitul de control. Sursa semnalului de control poate fi circuite electrice de curent scăzut (de exemplu, telecomandă), diverși senzori (lumină, presiune, temperatură etc.) și alte dispozitive care produc cantități mici de curent și/sau tensiune. Astfel, releele, de fapt, acționează ca un amplificator discret pentru curent, tensiune și putere într-un circuit electric. Această proprietate a releului, apropo, a fost utilizată pe scară largă în primele computere discrete (digitale) . Ulterior, releele din calculul digital au fost înlocuite mai întâi cu lămpi , apoi cu tranzistori și microcircuite - funcționând într-un mod cu cheie (de comutare). În prezent, se încearcă revigorarea calculatoarelor releu folosind nanotehnologia .

De regulă, un releu electromecanic are o buclă de histerezis pronunțată a funcției curentului de intrare - starea contactelor (adică funcționează ca un declanșator Schmitt ). În consecință, pentru unele relee, sunt indicate două praguri pentru această buclă de histerezis - curentul de preluare și curentul de eliberare. Curentul de declanșare indică la ce curent comută releul de la oprit la pornit. Curentul de eliberare (numit uneori curent de menținere) indică la ce curent trece releul din starea pornit la starea oprită.

În momentul în care releul trece în modul activ, este nevoie de mult mai mult curent decât pentru menținere, deoarece câmpul este mult mai puternic lângă magnet decât la distanță.

Astăzi, în electronică și inginerie electrică, releele sunt utilizate în principal pentru a controla curenți mari. În circuitele cu curenți mici, tranzistoarele sau tiristoarele sunt cel mai adesea utilizate pentru control .

Când lucrați cu curenți foarte mari (de la zeci până la sute de amperi ; de exemplu, la curățarea metalului prin electroliză ), pentru a elimina posibilitatea defecțiunii , contactele circuitului controlat sunt realizate cu o zonă mare de contact și sunt scufundate în ulei ( așa-numita „celula de ulei”).

Releele sunt încă utilizate pe scară largă în electrotehnica de uz casnic, în special pentru pornirea și oprirea automată a motoarelor electrice (relee de pornire), precum și în circuitele electrice ale mașinilor. De exemplu, un releu de pornire este necesar într-un frigider de uz casnic , precum și în mașinile de spălat. În aceste dispozitive, releul este mult mai fiabil decât electronica, deoarece este rezistent la curentul de pornire la pornirea motorului și în special la supratensiunea puternică atunci când este oprit.

Literatură

Sotskov B.S. Fundamente ale calculului și proiectării elementelor electromecanice ale dispozitivelor automate și telemecanice ale mașinii. - Moscova, 1959.

Stupel F.A. Relee electromecanice. - Harkov, 1956.

Pick R., Waygar G.,. Calculul releelor de comutare / per. din engleză. - 1961.

Witenberg M.I. Calculul releelor electromagnetice pentru echipamente de automatizare și comunicații. — 1956.