Mezilehlé relé: jak funguje, značení a druhy, nuance nastavení a připojení

Většina elektrických schémat je navrhována a používána v nízkonapěťových systémech. Hlavním účelem těchto schémat je transformace vstupních signálů podle daného algoritmu činnosti.

Pro galvanické oddělení obvodů nízkého a vyššího jmenovitého napětí se používá přechodové relé. Díky malým rozměrům a spolehlivosti jsou tato zařízení široce rozšířena v různých oblastech.

Účel a funkce zařízení

Tento typ spínače je pomocným prvkem v elektrickém obvodu. Všestrannost těchto vzorů umožňuje jejich použití v automatizovaných, ochranných a regulačních schématech.

Používá se v případech, kdy je potřeba synchronně sepnout nebo rozepnout několik nezávislých elektrických obvodů, jinými slovy – znásobení vodivých kanálů.

Schéma zapojení nouzového tlačítka vozidla: pomocí jedné kontaktní linky elektromagnetického relé lze provést vypnutí spínače a druhou linkou lze v řídící jednotce alarmu reprodukovat zvukové upozornění.

Kontaktor může být použit také jako regulátor výkonnějšího relé, díky kterému se provádí spínání obvodu s vysokým napětím.

Vezměme například takovou situaci: je potřeba přivést proud na indukční cívku vypínače, kde maximální okamžitá hodnota elektromotorické síly při zapnutí je 63 A. Avšak provést tento úkol pomocí jednoho elektromagnetického zařízení není možné.

Proto je nejprve nutné přivést napájení na cívku jádra oddělovacího zařízení, které využívá vlastní spojení, a sepnout kontaktor s větším výkonem, na který bude přenesen úkol spínání většího elektrického proudu.

Tento díl lze také použít k vytvoření umělého zpoždění činnosti ochranného relé nebo, jak se říká, k vytvoření časové prodlevy.

Konstrukční uspořádání přístroje

Elektromagnetická zařízení se připojují k elektrickému obvodu, který provádí kontrolu nebo regulaci výrobků připojených k napájecímu uzlu, za účelem přeměny. Spuštění může být provedeno vlivem různých faktorů: elektrické napájení, světelná energie, hydrostatický tlak nebo tlak plynu.

Konstrukční uspořádání elektromagnetického relé: 1 – pružina; 2 – pohyblivá kotva; 3 – feromagnetická tyč (jádro); 4 – cívka; 5 – základna; 6 – jeden nebo několik pevných kontaktů; 7 – výkonný orgán

Podle norem je nejjednodušší kontaktní zařízení koordinováno třemi hlavními částmi: snímací, mezilehlá a výkonná. Každá z nich je představována individuálním mechanismem, který odpovídá za určité činnosti ve spínacím systému.

Primární, tzv. citlivý prvek, reaguje na vstupní parametr a transformuje jej na fyzikální veličinu potřebnou pro fungování kontaktoru.

Takový snímací mechanismus je realizován elektromagnetickou cívkou s jádrem – na schématu označenou číslem 4. V závislosti na síti k němu může být připojeno střídavé nebo stejnosměrné napětí.

Mezilehlý článek zahajuje srovnávací analýzu převedené veličiny s nastaveným vzorkem. Jakmile je dosaženo zadané hodnoty, uzel předá signál z citlivého mechanismu výkonnému. Tato část se skládá z protipůsobících pružin (1) a tlumičů.

Tlumicí prvky v kontaktoru se používají k odstranění kmitů pohyblivých segmentů, a v časovém relé – k zajištění požadovaného časového intervalu

Ve výrobní části je prostřednictvím spínacích linek (6) umístěných na krytu nad paticí reprodukován vliv na podřízenou linku a kontakty se sepnou.

Princip činnosti kontaktoru

V algoritmu činnosti tohoto typu relé je zahrnuto použití elektrodynamických sil, vytvářených ve feromagnetiku při průchodu elektřiny spirálou závitů izolovaného vodiče cívky.

V závislosti na technických vlastnostech spínače a počtu v něm umístěných kontaktních spojů kotva buď sepne, nebo rozepne

Počáteční poloha L-desky (kotvy) je fixována pružinou. Po přivedení proudu na magnet kotva s kontaktem umístěným na ní překoná sílu pružiny a přitáhne se k zmagnetizovanému poli.

Při pohybu dřík umístěný na rovině kontaktu zachytí spodní kontaktní schéma a posune jej dolů. Pokud je přívod elektřiny k cívce přerušen, pružina stáhne zpět třmen a zařízení se vrátí do původního stavu.

Podívejme se na příklad, jak funguje elektromagnetické relé v automobilu.

Pokud jej připojíte k třífázovému asynchronnímu motoru, budou provedeny následující činnosti:

1. Start – zapnutí signalizace.
2. Spuštění startéru.
3. Sepnutí poslední dvojice kontaktů v důsledku – spuštění mechanismu motoru.

Kromě toho právě relé odpovídá za vypnutí motoru při přerušení reverzu. Tím se odstraňuje problém náhlého zastavení motoru.

Pro rozpoznání typu elektromagnetického kontaktoru se ve výrobě používají značkovací hodnoty, sestávající ze souboru písmen a číslic nanesených na zařízení.

Dále je důležité vědět, že elektromagnetické relé může být vybaveno několika skupinami nastavovacích kontaktů. Počet těchto kontaktů zcela závisí na účelu konkrétního modelu přístroje.

Druhy přechodových spínačů

Kontaktory přechodového typu odlehčují hlavní výkonná zařízení. Jinak by se podmínky zhášení oblouku zpřísnily, což by způsobilo nerentabilnost výroby například takových výkonných zdrojů, jako jsou tepelné elektrárny.

Používané metody zapínání

Klasifikace elektromagnetických spínačů se provádí podle základních znaků a charakteristik, a to:

• podle způsobu zapojení;
• konstrukční zvláštnosti – počet a typ vinutí, stejně jako množství, stav a výkon kontaktních vedení;
• podle principu činnosti;
• podle doby sepnutí a návratu do výchozí polohy.

V závislosti na účelu se kontaktory vyrábějí s napěťovým nebo proudovým vinutím, nebo s oběma druhy současně. Rozlišují se dvě unifikované metody jejich připojení.

Elektromagnetický přístroj se musí zapínat nejen při standardním režimu provozu zdroje napájení, ale také při nouzových hodnotách, přičemž pracuje na snížení proudu až o 40 %

První typ připojení – sériový. Přístroj je zapojen sériově v sekcích vinutí jiných zařízení a funguje z proudu protékajícího obvodem tohoto okruhu.

Další – paralelní (bočníkový). Zapojuje se na jmenovité hodnoty napětí zdroje provozního proudu.

Zvláštnosti konstrukce přístroje

Konstrukční zvláštnosti zahrnují provedení s jedním závitem napěťového nebo proudového vinutí (RP-23, RP-252), dvěma (RP-11) a ojediněle se třemi.

Stejnosměrná relé (RP-23) se vyrábějí na tyto jmenovité hodnoty napětí: 12, 24, 48, 110 a 220 V, střídavá (RP-24) – 127, 220 a 380 V.

Zařízení RP-23: elektromagnet s vinutím, kotva s dříkem, pevné a pohyblivé kontakty, pružina, nastavovací destička. Kontaktor je upevněn na patici a zakryt krytem.

Spínače typů RP-23 a RP-24 jsou určeny pro provoz na galvanický proud a mají po 5 kontaktních linek, které lze použít v různých kombinacích. Rozdíly mezi nimi spočívají v jejich konstrukci.

Druhý typ zařízení je vybaven vestavěným mechanickým ukazatelem odepnutí. Jejich příkon při základním napětí činí 6 W. Řady RP-25 a RP-26 pracují výhradně na střídavý proud a jsou konstruovány obdobným způsobem jako předchozí přístroje.

Další prvek – zkratovaný závit na jádře s cívkou, určený k odstranění vibrací pohyblivé části mechanismu. Jejich spotřeba energie je stejná – 10 W.

V poslední době ZAO ČEAZ (závod na výrobu elektrických přístrojů v Čeboksarech) místo výše uvedených modifikací přeorientovává výrobu na modernizované modely. Jedná se o spínače RP16-1 (galvanický proud) a RP16-7 (střídavý proud), vybavené dvěma rozpínacími a čtyřmi spínacími kontaktními skupinami.

Rozdělovač nové generace RP16-7 je určen k zařazení do selektivních silových schémat ochran a automatizace pro spínání elektrické zátěže.

Dvou- a třívinutá periferní zařízení se obvykle používají v několika případech.

Podívejme se, jaké úkoly řeší a jaký typ přístroje k tomu bude potřeba:

1. Při potřebě aktivace režimu činnosti proudem a udržení napětím, například řada RP-232 s jednovitovým pracovním vinutím.
2. Pokud je nutná činnost zařízení napětím a zdržení se elektřiny – RP-233 se dvěma udržovacími proudovými závity.

Stejným způsobem, namísto výše popsaných stykačů ČEAZ zavádí nové vzory RP-16-2 – RP16-4 a RP17-1 – RP17-5.

Princip činnosti spínačů

Kontaktní zařízení se používají v segmentu spojů a automatizace. Podle principu činnosti se dělí na neutrální a polarizované (impulzní) typy.

Hlavní rozdíl mezi nimi – u prvních není posun kotvy závislý na polaritě řídicího signálu, u druhých – naopak, má přímou závislost na směru pohybu nabitých částic ve vinutí.

Neutrální spínače mají nejjednodušší konstrukci, sestávající ze dvou systémů: kontaktního a magnetického. V kontaktní skupině jsou dva pevné a jeden společný pohyblivý kontakt. Magnetický uzel se skládá z kotvy, elektromagnetu a třmenu.

Schéma elektromagnetického relé neutrálního typu: c) s kotvou zatahovanou dovnitř cívky. Pokud je řídicí signál v maximální vzdálenosti – kotva je vzdálena od jádra – jeden pár kontaktů je sepnut, druhý rozepnut.

Dále jsou elektromagnetická relé rozdělena podle charakteru pohybu kotvy: úhlový (plovákový) a zatahovací. Pro snížení odporových sil magnetického vzduchového kanálu mezi pohyblivou deskou a jádrem. Posledně jmenované je vybaveno pólovým nástavcem.

Takové reléové elektrické obvody se používají v řídicích systémech výrobních strojů a zařízení. RES-6 je jedním ze zástupců nízkoproudých kontaktů neutrální třídy. Zařízení může mít podobu dvoupolohového nebo jednoho stabilního. Jeho jmenovité pracovní napětí je 80-300 V, spínací proud – 0,1-3 A-V.

Impulzní kategorie je složena ze stejných systémů. Magnetická část impulzních relé je však dodatečně vybavena dvěma tyčemi s vinutím, dále pak kontaktní táhlem a permanentním magnetem, který vytváří polarizační tok.

Díky tomuto typu napájení se směr elektromagnetické síly působící na kotvu mění na základě směru silového toku v cívce.

Konstrukce polarizovaného relé IMŠ1-0,3: cívka, permanentní magnet s pólovými nástavci a deskou, stojan, pružina, spojovací vedení. Zvýšení rychlosti reakce zařízení je dosaženo díky materiálu jádra – plechové oceli.

Kontaktory IMŠ1-0,3 jsou široce rozšířeny jako kolejový reléový mechanismus v impulzních ochranných (RZ) schématech galvanického proudu. IMVŠ-110 se používají v obvodech střídavého proudu. Technicky se skládá z diodového můstku, který převádí střídavé síly na stejnosměrnou hodnotu.

Doba sepnutí a návratu

Doba sepnutí mezilehlého mechanismu (t přitažení) – období od okamžiku přijetí povelu k sepnutí do začátku nárůstu výstupních parametrů. Tato hodnota je plně podřízena konstrukčním vlastnostem relé, schématu jeho zapojení a vstupního signálu.

Doba vypnutí (t uvolnění) – interval od podání signálu k vypnutí do dosažení nejnižší hodnoty výstupního parametru.

Schéma bloku zpoždění při sepnutí relé RP18. Proces zpoždění je zajištěn pomocí polovodičových schémat, k jejichž výstupu jsou připojeny vinutí relé.

Na uvažovaný typ relé jsou kladeny zvýšené požadavky na rychlost.

V závislosti na časovém intervalu sepnutí jsou zařízení klasifikována následovně:

• rychlé – doba zpoždění na přitažení a vypnutí do 0,03 s (např. REP37-13, RP 17-4M);
• normální – 0,15–0,20 s (série RE);
• pomalé – 1,0-1,5 s (NMM4–250, NMM4–500);
• časové – více než 1,5 s (RP18-2-RP18-5).

Na trhu jsou tyto modifikace zastoupeny různými výrobci. Proto se v závislosti na značce může konstrukce relé nepatrně lišit. Avšak pomocí označení na zařízení lze přesně určit parametry výrobku.

Co prozradí značení?

V označení kontaktorů je uvedena kompletní sada údajů o účelu a konstrukčních zvláštnostech, včetně informace o klimatické provedení.

Výklad modelu TKE520DG: zařízení s napětím cívky do 30 V a kontakty do 5 A, má dva spínací kontakty, konstrukce přístroje umožňuje dlouhodobý provoz, je proveden hermeticky.

Podrobně prozkoumáme strukturu symbolického označení na příkladu PE41(N) (*)(*)(*)(*)(*)/(*)(*)(*)(*)5:

1. REP — elektromagnetické pomocné relé.
2. 37 (N) – číslo vývoje.
3. (*) — označení druhu proudu v obvodu budící cívky: 1 — stejnosměrný proud; 2 — střídavý proud.
4. (*) — typ zpoždění: 1 — zpožděné při zapnutí; 2 — zpožděné při vypnutí.
5. (*) — hodnota podle počtu cívek;
6. (*)(*) — číselná hodnota zapínacích a vypínacích kontaktů;
7. (*)(*) — napětí nebo proud silového vinutí: stejnosměrný (D) a střídavý (A);
8. (*)(*) — označení elektrické síly přídržných cívek;
9. (*) — typ a technologie připojení zadních vodičů: 1 – s lamelami pro pájení; 2 – montáž se šroubovou fixací; 3 – upevnění svorkami k rozpojitelné konektorové liště.
10. (*)5 — klimatické provedení a kategorie umístění podle GOST: UCH — mírně chladný; V — celoklimatický.

Při výběru potřebného modelu spínacího zařízení se berou v úvahu nejen jeho elektrotechnické parametry, ale také prostředí, ve kterém bude pracovat.

Výběr stykače se provádí podle požadovaných charakteristik: napájecí napětí (V), spotřebovaný výkon (W), spínaný proud (A), skupiny kontaktů, doba sepnutí (s), rozměry.

Navzdory předpokládané vysoké kvalitě spínače spočívá hlavní nedostatek v systému kontaktů. Předpokládá se, že čistá spojovací skupina může být pouze v hermetických podmínkách vakua. Pokud působí hlavní negativní faktor – kontakt se vzduchem – začíná se na nich tvořit oxidová vrstva.

Nuance zapojení a seřízení

Po instalaci pomocného mechanismu je nutné jej připojit k elektrickému schématu. K tomu budou použity kontakty cívky a také další spojovací prvky. Obvykle má zařízení několik kontaktních párů: NO – normálně otevřené a normálně zavřené (NC).

Rozdělení skupin v uvedeném elektrickém schématu: 10-11 – normálně zavřené kontakty; 11-12 – normálně otevřené; kontakty 1 (fáze) – 3 (nulový vodič) – napájecí napětí relé

V první poloze se předpokládá úplné odstranění signálu na cívku. Protože v ní není polarita, vnitřní propojení kontaktní skupiny může být provedeno v náhodném pořadí.

Pro připojení přehledového mechanismu si prohlédněte schematické pokyny. Předpokládané napětí v cívce může být: 12, 24 nebo 220 V.

Elektroschéma přístroje bez připojení k síti. Jeho instalace se provádí v řídicích a automatických obvodech. Umístění – mezi hlavním akčním členem a zdrojem úkolu.

Seřízení elektronického spouštěče si rozebereme na příkladu nejrozšířenějšího modelu RP-23.

Proces se skládá z následujících kroků:

1. Při kontrole napětí spouštění a návratu s přivedením zdroje galvanického proudu na cívku provádíme plynulé seřízení.
2. V okamžiku přitažení kotvy musí mít pohyblivý uzel systému společný zdvih 0,1-1,5 mm. Metodou ohnutí dříku na desku ve tvaru L provádíme korekční postup.
3. Mezi aktivním a neaktivním kontaktem se úroveň mezery nastavuje v rozmezí hodnot 1,5-2,5 mm. Nastavení průhybu se provádí přitlačením úhelníku pevných kontaktů a horního dorazu pohyblivé soustavy.
4. Při konečné poloze kotvy (sepnutí) bude propad neaktivních kontaktů 0,3-0,4 mm.
5. Uprostřed roviny by se měly pohyblivé a pevné kontakty shodovat. Korekce se provádí posunem desky a vodicí spony.

Stejným způsobem se provádí i nastavení parametrů relé RP-25, avšak je vyloučena mezera mezi cívkou s jádrem a kotvou v přitaženém stavu.

Závěry a užitečné video k tématu

Princip činnosti elektromagnetického relé, kde se používají, jsou také popsány hlavní ukazatele spolehlivosti přístrojů. Více ve videomateriálu:

Po výběru potřebného modelu zařízení přejdeme k jeho připojení a nastavení. Hlavní nuance jsou popsány v uvedeném snímku:

Technologický vývoj konstrukcí mezilehlých relé byl vždy zaměřen na snižování hmotnosti a rozměrů a také na zvýšení stupně spolehlivosti a pohodlí montáže přístrojů. V důsledku toho se malé stykače začaly umisťovat do hermetického krytu naplněného stlačeným kyslíkem nebo s přídavkem hélia.

Díky tomu mají vnitřní prvky delší provozní životnost a bez přerušení plní všechny zadané povely.

Povyprávějte o tom, jak jste vybírali mezilehlé vypínací zařízení pro domácí elektrickou síť. Podělte se o svá vlastní kritéria výběru. Pište prosím komentáře do bloku níže, umisťujte fotky k tématu článku, pokládejte otázky.