Primjeri uređaja i releja, kako odabrati i pravilno spojiti relej

Uključivanje uključuje ili isključuje uređaj u mreži. Da biste to učinili, upotrijebite rastavljače, sklopke, prekidače, releje, sklopnike, startere. Zadnja tri (releji, sklopnik i magnetski pokretač) slični su građevinski, ali dizajnirani su za različite nosivosti. To su elektromehanički sklopni uređaji. Početnici često imaju pitanja poput:

• "Zašto relej ima toliko kontakata?";

• "Kako zamijeniti relej ako nema sličnog rasporeda pinova?";

• "Kako odabrati relej?".

Pokušat ću odgovoriti na sva ova pitanja u članku.

Čemu služi relej?

Da biste uključili opterećenje, morate primijeniti napon na njegove zaključke, može biti konstantan i promjenjiv, s različitim brojem faza i polova.

Napon se može primijeniti na više načina:

• Priključak (utaknite utikač u utičnicu ili utikač u utičnicu);

• Rastavljač (na primjer, kako uključiti svjetlo u sobi);

• Putem releja, sklopnika, pokretača ili poluvodiča.

Prve dvije metode ograničene su i maksimalnom sklopnom snagom i lokacijom mjesta povezivanja. To je prikladno ako istovremeno uključite svjetlo ili uređaj s prekidačem ili automatskim uređajem i oni se nalaze jedan pored drugog.

Za primjer ću navesti situaciju, na primjer rezervoar za vodu (bojler) - ovo je prilično snažno opterećenje (1-3 kW ili više). Ulaz električne energije u hodniku, a na električnoj ploči imate automatski uključivanje kotla, tada trebate produžiti kabel s presjekom od 2,5 četvorna metra. mm. 3-5 metara. A trebate li uključiti takvo opterećenje na velike udaljenosti?

Za daljinsko upravljanje možete koristiti isti rastavljač, ali što je veća udaljenost, to će biti veći otpor kabela, što znači da ćete trebati koristiti kabele s velikim presjekom, a to je skupo. Da, a ako se kabel pokvari, uređaj je nemoguće izravno uključiti na licu mjesta.

Da biste to učinili, možete koristiti relej koji je instaliran izravno u blizini tereta i uključiti ga na daljinu. Ovo ne zahtijeva debeli kabel, jer je upravljački signal obično od jedinica do nekoliko desetaka vata, dok se može uključiti opterećenje od nekoliko kilovata.

Prekidači i rastavljači - potrebni za ručno uključivanje tereta, da biste ga automatski kontrolirali, potrebno je koristiti releje ili poluvodičke uređaje.

Opseg releja:

• Sheme zaštite električnih instalacija. Za automatski unos zaštitne energije protiv niskog i visokog napona, Strujni releji - za aktiviranje strujnih zaštita, dopuštajući pokretanje električnih strojeva itd .;

• Automatizacija;

• Instrumentacija i automatizacija;

• Sigurnosni sustavi;

• Za daljinsko uključenje.

Kako djeluje relej?

Elektromagnetski relej sastoji se od zavojnice, armature i skupa kontakata. Skup kontakata može biti različit, na primjer:

• Releji s jednim parom kontakata;

• S dva para kontakata (normalno zatvoreni - NC, i normalno otvoreni - NE);

• S nekoliko skupina (za kontrolu opterećenja u neovisnim jedan od drugih krugova).

Zavojnica može biti dizajnirana za različite vrijednosti istosmjerne i izmjenične struje, a možete izabrati za svoj krug da ne biste koristili dodatni izvor za kontrolu zavojnice. Kontakti mogu prebacivati ​​i jednostruku i izmjeničnu struju, a struja i napon su obično naznačeni na poklopcu releja.

Snaga opterećenja ovisi o prekidačkoj sposobnosti uređaja zbog njegove konstrukcije, lučna komora je prisutna na snažnim elektromagnetskim sklopnim uređajima za kontrolu snažnog otporničkog i induktivnog opterećenja, na primjer, električnog motora.

Relej se temelji na magnetskom polju. Kad se namotu dovede struja, sile sile magnetskog polja prodiru u njezinu jezgru. Sidro je izrađeno od materijala koji je magnetiziran i privlači jezgru zavojnice. Kontaktni bakreni plastični i fleksibilni eyeliner (žica) mogu se postaviti na sidro, tada se sidro napaja i napon se postavlja na fiksni kontakt pomoću bakrenih vodila.

Napon je spojen na zavojnicu, magnetsko polje privlači armaturu, zatvara ili otvara kontakte. Kad napon nestane, armatura se vraća u normalu s povratnom oprugom.

Može postojati i druga izvedba, na primjer, ako sidro pritisne pomični kontakt i prebaci se iz normalnog u aktivni, to je prikazano na donjoj slici.

Dno: relej omogućava malu struju kroz zavojnicu za kontrolu velike struje kroz kontakte. Veličina upravljačkog i preklopljenog (preko kontakata) napona može biti različita i ne ovisi jedna o drugoj. Na taj način dobivamo galvanski izoliranu kontrolu opterećenja. To daje značajnu prednost u odnosu na poluvodiče. Činjenica je da sam tranzistor ili tiristor nisu galvanski izolirani, štoviše, izravno su povezani.

Osnovne struje dio su struje koja se prebacuje kroz krug emiter-kolektor, u tiristoru, u principu, situacija je slična. Ako je PN spoj spoj oštećen, napon prebačenog kruga može preći u upravljački krug, ako je gumb, onda je to u redu, a ako je mikrovezu ili mikrokontrolera - oni će, najvjerojatnije, također propasti, pa se dodatna galvanska izolacija ostvaruje kroz optoelektor ili transformator. I što više detalja - to je manje pouzdanosti.

Prednosti releja:

• jednostavnost dizajna;

• održavanja. možete pregledati većinu releja, na primjer, očistiti kontakte od čađe i ponovo će raditi, a s određenom spretnošću možete zamijeniti zavojnicu ili lemiti njezine zaključke ako ispadnu iz odlaznih kontakata;

• potpuna galvanska izolacija strujnog i upravljačkog kruga;

• nizak kontaktni otpor.

Što je niži otpor kontakata, manje napona se gubi na njima i manje se zagrijava. Elektronski releji stvaraju toplinu, malo niže ću ukratko govoriti o njima.

Nedostaci releja:

• zbog činjenice da je dizajn u osnovi mehanički - ograničen broj operacija. Iako se za moderne releje radi o milijunima operacija. Dakle, sumnjiv je trenutak mana.

• brzina odziva. Elektromagnetski relej pokreće se u djeliću sekunde, dok se poluvodičke sklopke mogu prebacivati ​​milijunima puta u sekundi. Stoga je potrebno mudro pristupiti odabiru sklopne opreme.

• u slučaju odstupanja od upravljačkog napona, relej može zveckati, tj. stanje kada je struja kroz zavojnicu mala, za normalno držanje armature, a ona se "buši" otvaranjem i zatvaranjem velikom brzinom. To je ispunjeno ranim neuspjehom. Slijedi sljedeće pravilo: za upravljanje relejem analogni signal mora se dovoditi preko pragova, poput Schmidtovog okidača, komparatora, mikrokontrolera itd .;

• Klikovi kad se aktiviraju.

Karakteristike releja

Da biste odabrali pravi relej, morate uzeti u obzir niz parametara koji opisuju njegove značajke:

1. Napon zavojnice. 12 V relej neće raditi stabilno ili se neće uopće uključiti ako na njega namotite 5 V.

2. Struja kroz zavojnicu.

3. Broj grupa kontakata. Relej može biti jednokanalni, tj. sadrže 1 preklopni par. Ili možda 3-kanalni, što će vam omogućiti da 4 opterećenje povežete s opterećenjem (na primjer, tri faze 380 V)

4. maksimalna struja kroz kontakte;

5. Maksimalni prekidački napon. Za isti je relej različit za istosmjerne i izmjenične struje, na primjer 220 V izmjenična i 30 V istosmjerna struja.To je zbog osobitosti lučenja prilikom prebacivanja različitih električnih krugova.

6. Način ugradnje - terminali, stezaljke za terminale, lemljenje ploče ili Montaža na DIN šinu.

Elektronski releji

Normalni elektromagnetski relej klikne kada se aktivira, što može ometati vašu upotrebu takvih uređaja u domaćim prostorijama. Elektronski relej, ili kako ga još zovu relej za čvrsto stanje, lišen ove mane, ali stvara toplinu, jer kao ključ koristi se tranzistor (za istosmjerni relej) ili triac (za izmjenični relej). Pored poluvodičkog ključa, u elektroničkom releju ugrađen je elektronički relej koji pruža mogućnost upravljanja ključem željenim upravljačkim naponom.

Takav relej koristi konstantan napon od 3 do 32 za kontrolu, a prebacuje naizmjenični napon od 24 do 380 V uz struju do 10 A.

prednosti:

• mala potrošnja upravljačke struje;

• nedostatak buke pri prebacivanju;

• veći resurs (milijardu ili više operacija, a ovo je tisuću puta više od elektromagnetskog).

nedostaci:

• zagrijava;

• može izgorjeti od pregrijavanja;

• vrijedi više;

• ako izgori, neće uspjeti.

Kako spojiti relej?

Donja slika prikazuje dijagram priključenja releja na mrežu i opterećenja. Faza je spojena na jedan od naponskih kontakata, na drugo opterećenje i nula na drugi terminal opterećenja.

Dakle, pogonska jedinica ide. Upravljački krug sastavljen je na sljedeći način: izvor napajanja, poput akumulatora ili napajanja, ako je relejem upravljao izravnom strujom, na gumb se priključuje na zavojnicu. Za upravljanje izmjeničnim relejem, krug je sličan, namotaju se isporučuje naizmjenični napon željene vrijednosti.

Ovdje je očito da upravljački napon ne ovisi o naponu u opterećenju, također i sa strujama. Ispod možete vidjeti upravljački krug aktivatora središnjeg zaključavanja automobila s bipolarnim upravljanjem.

Sljedeći zadatak, da bi se aktivator pomicao naprijed, morate povezati plus i minus na njegov solenoid kako biste ga pomaknuli natrag - polaritet se mora promijeniti. To se postiže korištenjem dva releja s 5 kontakata (normalno zatvoreni i normalno otvoreni).

Kada se napon napaja u lijevi relej, plus se dovodi donja žica (prema krugu) aktivatora, preko normalno zatvorenih kontakata desnog releja, gornja žica aktivatora je povezana s negativnim priključkom (na masu).

Kad se napon primijeni na zavojnicu desnog releja, a lijeva se isprazni, polaritet se preokreće: plus, putem normalno otvorenog kontakta desnog releja, dovodi se do gornje žice. I preko normalno zatvorenog kontakta desnog releja - donja žica aktivatora spojena je na masu.

Ovaj sam slučaj dao kao primjer činjenice da pomoću releja ne možete samo uključiti napon na opterećenje, nego i implementirati razne sheme povezivanja i preokreta polariteta.

Kako spojiti relej na mikrokontroler

Prikladno je koristiti relej za kontrolu izmjeničnog opterećenja kroz mikrokontroler. Ali pojavljuje se mali problem: trenutna potrošnja releja često prelazi maksimalnu struju kroz pin mikrokontrolera. Da biste ga riješili, trebate povećati struju.

Dijagram prikazuje vezu releja sa 12V zavojnicom. Ovdje tranzistor obrnute provodljivosti VT4, on igra ulogu pojačavača struje, otpornik R je potreban za ograničavanje struje kroz bazu (postavljenu tako da struja ne bude veća od maksimalne struje kroz pin mikrokontrolera).

Otpor u kolektorskom krugu potreban je kako bi se postavila struja zavojnice, odabrano je prema vrijednosti odzivne struje releja, u načelu se može isključiti. Paralelno s zavojnicom instalirana je i obrnuta dioda VD2 - potrebna je tako da pragovi samoindukcije ne ubiju tranzistor i izlaz mikrokontrolera. S diodom će rafali ići prema izvoru energije, a energija magnetskog polja prestat će raditi.

Arduino i releji

Za ljubavnike Težak Postoje gotovi relejni oklopi i pojedinačni moduli.Da bi se osigurali izlazi mikrokontrolera, ovisno o specifičnom modulu, može se implementirati optički sklop upravljačkog signala, što će značajno povećati pouzdanost kruga.

Shema takvog modula je:

Razgovarali smo o karakteristikama releja, pa su one često označene na oznaci na prednjem poklopcu. Obratite pažnju na fotografiju modula releja:

• 10A 250VAC - znači da može kontrolirati opterećenje naizmjeničnog napona do 250V i sa strujom do 10 A;

• 10A 30VDC - za istosmjernu struju napon u opterećenju ne smije prelaziti 30V.

• SRD-05VDC-SL-C - označavanje, ovisi o svakom proizvođaču. U njemu vidimo 05VDC - to znači da će relej raditi na naponu od 5 V na zavojnici.

Istodobno, relej ima normalno otvorene kontakte, samo 1 pomični kontakt. Dijagram veze Arduino prikazan je dolje.

zaključak

Relej je klasični preklopni uređaj koji se koristi svugdje: upravljačke ploče u industrijskim radionicama centrala, automatizacija, zaštita opreme i ljudi, selektivno povezivanje određenog kruga, u opremi dizala.

Za početnika električara, inženjera elektronike ili radioamatera vrlo je važno naučiti koristiti releje i praviti sklopove s njima, tako da ih možete koristiti u radu i kućanstvu, primjenjujući algoritme releja bez upotrebe mikrokontrolera. Iako će to povećati veličinu, to će značajno poboljšati pouzdanost kruga. Napokon, pouzdanost nije samo trajnost, već i pouzdanost i održivost!