Od dawna wiadomo, że większość zaawansowanych aplikacji przemysłowych posiada przekaźniki do wydajnej pracy. Przekaźniki to proste przełączniki, które działają zarówno elektrycznie, jak i mechanicznie. Składają się z kompletu styków oraz elektromagnesu, dzięki któremu realizowany jest mechanizm przełączający. Istnieją inne zasady działania, które różnią się w zależności od zastosowania. Jakie są rodzaje przekaźników?
Dlaczego jest to takie skuteczne?
Główne działanie przekaźnika ma miejsce w miejscach, w których można zastosować tylko sygnał o małej mocy. To urządzenie jest również używane w miejscach, w których wiele obwodów musi być sterowanych jednym sygnałem. Ich zastosowanie rozpoczęło się wraz z wynalezieniem telefonów, które odegrały ważną rolę w przełączaniu połączeń w centralach telefonicznych. Były również używane do wysyłania telegramów na duże odległości.
Po wynalezieniu komputerów pomogły one wykonywać różne operacje logiczne za pomocą sygnałów.
Projekt
Przekaźnik składa się z czterech głównych części:
- żelazny rdzeń;
- ruchoma armatura;
- cewka sterująca;
- wspólny przełącznik uziemiający.
Powyższy obrazek przedstawia konstrukcję przekaźnika.
Jest to przekaźnik elektromagnetyczny z cewką z drutu otoczoną żelaznym rdzeniem. Dla ruchomego twornika (zwory) oraz dla styków przełącznika przewidziany jest tor o bardzo niskiej rezystancji strumienia magnetycznego. Ruchoma zwora jest połączona z jarzmem, które jest mechanicznie połączone ze stykami przełącznika. Te części są bezpiecznie utrzymywane przez sprężynę. Tworzy szczelinę powietrzną w obwodzie, gdy przekaźnik nie jest pod napięciem.
Zasada działania
Funkcja może być lepiej zrozumiana po zapoznaniu się z poniższym diagramem.
Schemat przedstawia elementy przekaźnika i sposób ich użycia. Żelazny rdzeń jest otoczony cewką sterującą. Jak pokazano, zasilanie jest dostarczane do elektromagnesu przez przełącznik sterujący i styki. Kiedy prąd zaczyna płynąć przez cewkę sterującą, elektromagnes jest ładowany, co pozwala na wzmocnienie pola magnetycznego.
W ten sposób górne ramię stykowe zaczyna być przyciągane do dolnego wspornika stałego, powodując zwarcie do zasilania. Z drugiej strony, jeśli przekaźnik był już odłączony od napięcia, gdy styki były zamknięte, to poruszają się w przeciwnym kierunku i zamykają obwód.
Jak tylko prąd cewki zostanie odcięty, ruchoma zwora będziesiłą powrócił do swojej pierwotnej pozycji. Ta moc będzie prawie równa połowie siły magnetycznej. To jest główny cel i zasada działania przekaźnika.
W przekaźniku rodzaje operacji są podzielone na dwa główne. Jednym z nich jest zastosowanie niskiego napięcia. W przypadku zastosowania operacji niskonapięciowych preferowane będzie zmniejszenie szumów całego obwodu. A w przypadku pracy z wysokim napięciem hałas musi zostać zredukowany przez iskrzenie.
Historia pojawienia się pierwszych przekaźników
W 1833 Carl Friedrich Gauss i Wilhelm Weber opracowali przekaźnik elektromagnetyczny. Jednak amerykański naukowiec Joseph Henry często twierdził, że wynalazł przekaźnik w 1835 roku, aby ulepszyć swoją wersję telegrafu elektrycznego, opracowanego wcześniej w 1831 roku.
Niektórzy twierdzą, że angielski wynalazca Edward Davy "z pewnością wynalazł przekaźnik elektryczny" w swoim telegrafie elektrycznym z ok. 1835 roku.
Ponadto proste urządzenie zwane teraz przekaźnikiem zostało objęte oryginalnym patentem telegraficznym Samuela Morse'a z 1840 roku.
Opisany mechanizm działał jak wzmacniacz cyfrowy, powtarzając sygnał telegraficzny, umożliwiając w ten sposób dotarcie sygnału tak daleko, jak jest to potrzebne. Słowo to pojawia się w kontekście operacji elektromagnetycznych od 1860 roku. Jakie są rodzaje przekaźników elektromechanicznych?
Przekaźnik koncentryczny
Często przekaźnik koncentryczny jest używany jako przemiennik TR (nadawczo-odbiorczy), który przełączaantena od odbiornika do nadajnika. Chroni to urządzenie przed dużą mocą.
Jest często używany w nadajnikach-odbiornikach, które łączą nadajnik i odbiornik w jednym urządzeniu. Styki są zaprojektowane tak, aby nie odbijały mocy RF z powrotem do źródła, ale zapewniały bardzo wysoką izolację między zaciskami nadajnika i odbiornika. Impedancja charakterystyczna przekaźnika jest dopasowana do impedancji linii transmisyjnej systemu, na przykład 50 omów.
Napięcie przekaźnika 220V dla domu
Przekaźniki do domu są najczęściej używane. Konieczne jest zabezpieczenie wszystkich podłączonych urządzeń. Zwiększanie lub zmniejszanie napięcia sieci wejściowej może niekorzystnie wpłynąć na pracę urządzeń. Ten mechanizm ochrony wykrywa te skoki i uniemożliwia dostęp do sieci.
Zasada działania tego przekaźnika opiera się na pomiarze napięcia. Jeśli przekroczy lub obniży dopuszczalną prędkość, styki przekaźnika zamykają się na pewien czas, po czym ponownie się otwierają. Ale przekaźniki mają różne typy.
Styki zasilania przekaźnika
Ten przekaźnik ma styki, które są ze sobą mechanicznie połączone (przekaźnik mechaniczny), więc gdy cewka jest zasilana lub nie, wszystkie połączenia poruszają się razem. Jeśli jeden zestaw kontaktów stanie się nieruchomy, żadne inne kontakty nie będą mogły się poruszać. Funkcją styków mocy jest umożliwienie obwodowi bezpieczeństwa sprawdzenie stanu.
Styki obsługiwane wymuszone są również znane jako pozytywnesterowania”, „styki uwięzione”, „styki z blokadą”, „styki połączone mechanicznie” lub „przekaźniki bezpieczeństwa”. Te przekaźniki bezpieczeństwa muszą być zgodne z zasadami projektowania i konstrukcji określonymi w jednej z głównych norm maszynowych, EN 50205, przekaźniki ze stykami wymuszonymi (połączonymi mechanicznie).
Te zasady projektowania bezpieczeństwa są zdefiniowane w normie EN 13849-2 „Klasyfikacja przekaźników” jako „podstawowe zasady bezpieczeństwa” i „sprawdzone zasady bezpieczeństwa”, które mają zastosowanie do wszystkich urządzeń. Przekaźniki ze stykami wymuszonymi są dostępne z różnymi zestawami styków głównych - NO, NC lub "Przełącznik".
Zastosowanie w logistyce obrabiarek
Maszyna przekaźnikowa jest znormalizowana do sterowania przemysłowego. Charakteryzują się dużą liczbą styków (czasem z możliwością rozbudowy w terenie), które można łatwo przekonwertować z normalnie otwartych na normalnie zamknięte, łatwo wymiennych cewek oraz współczynnik kształtu, który umożliwia kompaktowy montaż wielu przekaźników na panelu sterowania. Chociaż takie panele były kiedyś podstawą automatyzacji w branżach takich jak montaż motoryzacyjny, programowalny sterownik logiczny (PLC) w dużej mierze wyparł przekaźnikowe obrabiarki z aplikacji sterowania szeregowego. W przekaźniku typy maszyn mają duże znaczenie.
Umożliwia przełączanie obwodów z urządzeniami elektrycznymi. Na przykład obwód czasowy może przełączyć zasilanie naokreślony czas. Przekaźniki są od wielu lat standardową metodą sterowania przemysłowych układów elektronicznych. Kilka urządzeń może być używanych razem do wykonywania złożonych funkcji (logistyka przekaźników). Zasada logistyki przekaźników opiera się na mechanizmach, które zasilają i dezaktywują powiązane styki.
Ochrona silnika
Silniki elektryczne wymagają ochrony przed przeciążeniem, w przeciwnym razie ich uzwojenia mogą zacząć się topić, co grozi pożarem. Urządzenia wrażliwe na przeciążenie to przekaźniki termiczne, w których cewka podgrzewa bimetaliczny pasek lub wtapia się w lut, aby obsługiwać styki pomocnicze. Te styki pomocnicze są połączone szeregowo z cewką stycznika silnika, więc odcinają silnik, gdy się przegrzewa.
To zabezpieczenie termiczne działa stosunkowo wolno, umożliwiając silnikowi pobór wyższych prądów rozruchowych przed zadziałaniem funkcji zabezpieczenia. Po wystawieniu na działanie tej samej temperatury otoczenia co silnik, zapewniona jest użyteczna, choć prymitywna kompensacja temperatury silnika.
Inny powszechny system ochrony przed przeciążeniem wykorzystuje cewkę elektromagnetyczną wbudowaną szeregowo z obwodem silnika. Jest to podobne do przekaźnika sterującego, ale wymaga dość wysokiego prądu zwarciowego do sterowania stykami. Aby zapobiec zwarciom spowodowanym przepięciami prądowymi. Ruch kotwicy jest tłumiony przez deskę rozdzielczą.
Wykrywanieprzeciążenia termiczne i magnetyczne są powszechnie stosowane razem w przekaźnikach zabezpieczających silnik. Elektroniczne przekaźniki przeciążeniowe mierzą prąd silnika i mogą oszacować temperaturę uzwojenia za pomocą „modelu termicznego” systemu twornika, który można dostroić w celu zapewnienia dokładniejszej ochrony.
Niektóre mechanizmy ochrony silnika zawierają wejścia czujnika temperatury do bezpośredniego pomiaru z termometru wbudowanego w uzwojenie.
Co musisz wiedzieć przy wyborze przekaźnika?
Przy wyborze konkretnego przekaźnika należy zwrócić uwagę na kilka czynników
- Ochrona - należy zwrócić uwagę na różne środki ochrony, na przykład przed dotknięciem cewki. Pomaga zredukować iskrzenie w obwodach wykorzystujących cewki indukcyjne. Pomaga również zredukować przepięcia spowodowane zmianami sygnałów.
- Poszukaj standardowego przekaźnika ze wszystkimi oficjalnymi dopuszczeniami.
- Czas przełączania - możesz użyć wersji o dużej szybkości.
- Ratings - aktualne oceny wahają się od kilku amperów do 3000 amperów. W przypadku napięć znamionowych wahają się od 300 W AC do 600 W AC. Dostępna jest również wersja wysokonapięciowa (około 15 000 woltów).
- Typ używanego kontaktu - NC, NO lub zamknięty.
- W zależności od celów, możesz wybrać rodzaj łańcucha: „Przerwij do zerwania” lub „Przerwij do inteligentnego kontaktu”.
- Zwróć uwagę na izolację między obwodem cewki a stykami.
Również przekaźnik napięciowy 220V do domu, więc powinieneś przestudiować schematy działania i typy połączeń.
