Ierīces un releja lietojuma piemēri, kā izvēlēties un pareizi savienot releju

Ieslēdzot, tiek ieslēgta vai izslēgta ierīce tīklā. Lai to izdarītu, izmantojiet atdalītājus, slēdžus, slēdžus, relejus, kontaktorus, starterus. Pēdējie trīs (releji, kontaktors un magnētiskais starteris) pēc struktūras ir līdzīgi, bet ir paredzēti dažādām kravnesībām. Tās ir elektromehāniskās komutācijas ierīces. Iesācējiem bieži rodas šādi jautājumi:

• “Kāpēc stafetei ir tik daudz kontaktu?”;

• “Kā nomainīt releju, ja nav līdzīga tapu izvietojuma?”;

• "Kā izvēlēties releju?".

Es uz visiem šiem jautājumiem mēģināšu atbildēt rakstā.

Kas ir relejs?

Lai ieslēgtu slodzi, tās secinājumiem jāpielieto spriegums, tas var būt nemainīgs un mainīgs, ar atšķirīgu fāžu un polu skaitu.

Spriegumu var pielietot vairākos veidos:

• Spraudņa savienojums (ievietojiet kontaktdakšu kontaktligzdā vai kontaktdakšu kontaktligzdā);

• Atdalītājs (kā, piemēram, ieslēdzat gaismu telpā);

• Caur releju, kontaktoru, starteri vai pusvadītāju komutācijas ierīci.

Pirmās divas metodes ierobežo gan maksimālā komutācijas jauda, ​​gan savienojuma vietas atrašanās vieta. Tas ir ērti, ja vienlaikus ieslēdzat gaismu vai ierīci ar slēdzi vai automātu, un tie atrodas viens otram blakus.

Piemēram, es minēšu situāciju ūdens tvertne (katls) - tā ir diezgan jaudīga slodze (1-3 kW vai vairāk). Elektrības ievade koridorā, un sadales skapī ir automātisks katla slēdzis, tad jums jāpagarina kabelis ar šķērsgriezumu 2,5 kvadrātmetri. mm 3-5 metri. Un ja šāda slodze jāiekļauj lielā attālumā?

Tālvadībai var izmantot to pašu atdalītāju, bet, jo lielāks attālums, jo lielāka būs kabeļa pretestība, kas nozīmē, ka jums būs jāizmanto kabeļi ar lielu šķērsgriezumu, un tas ir dārgi. Jā, un, ja kabelis pārtrūkst, nav iespējams ieslēgt ierīci tieši uz vietas.

Lai to izdarītu, varat izmantot releju, kas ir uzstādīts tieši pie kravas, un attālināti to ieslēgt. Tam jums nav nepieciešams biezs kabelis, jo vadības signāls parasti ir no vienībām līdz desmitiem vatu, bet var ieslēgt vairāku kilovatu slodzi.

Slēdži un atdalītāji - nepieciešami, lai manuāli ieslēgtu slodzi, lai automātiski kontrolētu to, jums jāizmanto releji vai pusvadītāju ierīces.

Stafetes darbības jomas:

• Elektrisko instalāciju aizsardzības shēmas. Aizsardzības enerģijas automātiskai ievadīšanai pret zemu un augstu spriegumu, Strāvas releji - strāvas aizsardzības iedarbināšanai, ļaujot iedarbināt elektriskās mašīnas utt .;

• Automatizācija

• Instrumentācija un automatizācija;

• Drošības sistēmas;

• Tālvadības iekļaušanai.

Kā darbojas stafete?

Elektromagnētiskais relejs sastāv no spoles, armatūras un kontaktu kopas. Kontaktu komplekts var būt atšķirīgs, piemēram:

• Releji ar vienu kontaktu pāri;

• Ar diviem kontaktu pāriem (parasti slēgts - NC un parasti atvērts - bez);

• Ar vairākām grupām (lai kontrolētu slodzi neatkarīgi viens no otra ķēdēs).

Spole var būt paredzēta dažādām līdzstrāvas un maiņstrāvas vērtībām, jūs varat izvēlēties savu shēmu, lai spoles vadīšanai neizmantotu papildu avotu. Kontakti var pārslēgt gan tiešo, gan maiņstrāvu, strāva un spriegums parasti tiek norādīti uz releja pārsega.

Slodzes jauda ir atkarīga no ierīces ieslēgšanas spējas, ņemot vērā tās dizainu, jaudīgām elektromagnētiskām komutācijas ierīcēm ir loka kamera, lai kontrolētu jaudīgu pretestību un induktīvo slodzi, piemēram, elektromotoru.

Relejs balstās uz magnētisko lauku. Kad spolei tiek piegādāta strāva, magnētiskā lauka spēka līnijas iekļūst tā kodolā. Enkurs ir izgatavots no materiāla, kas ir magnetizēts un piesaista spoles kodolā. Kontakta vara plastmasu un elastīgo acu zīmuli (stiepli) var novietot pie enkura, pēc tam enkurs tiek darbināts un fiksētais kontakts tiek pakļauts spriegumam caur vara kopnēm.

Spriegums ir savienots ar spoli, magnētiskais lauks piesaista armatūru, tas aizver vai atver kontaktus. Kad spriegums pazūd, armatūra normalizējas ar atgriešanās atsperi.

Var būt arī citi dizaini, piemēram, kad enkurs nospiež pārvietojamu kontaktu un tas pārslēdzas no normāla uz aktīvu, tas ir parādīts zemāk redzamajā attēlā.

Grunts līnija: relejs ļauj nelielu strāvu caur spoli kontrolēt lielu strāvu caur kontaktiem. Vadības un ieslēgtā (caur kontaktiem) sprieguma lielums var būt atšķirīgs un nav atkarīgs viens no otra. Tādā veidā mēs iegūstam galvaniski izolētu kravas kontroli. Tas dod ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar pusvadītājiem. Fakts ir tāds, ka pats tranzistors vai tiristors nav galvaniski izolēts, turklāt tas ir tieši savienots.

Bāzes strāvas ir daļa no strāvas, ko tiristorā pārslēdz caur emitētāja-kolektora ķēdi, principā situācija ir līdzīga. Ja PN savienojums ir bojāts, ieslēgtās ķēdes spriegums var nonākt vadības ķēdē, ja tā ir poga, tad tas ir labi, ja tas ir mikroshēma vai mikrokontrolieris - tie, visticamāk, arī neizdosies, tāpēc ar optoelementa vai transformatora palīdzību tiek veikta papildu galvaniskā izolācija. Un jo vairāk detaļu - jo mazāka uzticamība.

Releju priekšrocības:

• dizaina vienkāršība;

• apkope. jūs varat revidēt lielāko daļu releju, piemēram, notīrīt kontaktus no kvēpiem, un tas atkal darbosies, un ar noteiktu veiklību varat nomainīt spoli vai pielodēt tā secinājumus, ja tie atdalās no izejošajiem kontaktiem;

• strāvas ķēdes un vadības ķēdes pilnīga galvaniskā izolācija;

• zema kontakta pretestība.

Jo zemāka ir kontaktu pretestība, jo mazāk tiem tiek zaudēts spriegums un mazāk apkures. Elektroniskie releji rada siltumu, nedaudz zemāk es par tiem īsi runāšu.

Releja trūkumi:

• sakarā ar to, ka dizains galvenokārt ir mehānisks - ierobežots darbību skaits. Lai gan mūsdienu relejiem tas ir miljoniem operāciju. Tātad apšaubāmais brīdis ir kļūda.

• reakcijas ātrums. Elektromagnētiskais relejs ieslēdzas sekundes daļās, bet pusvadītāju slēdži var pārslēgties miljoniem reižu sekundē. Tāpēc ir jāpārdomā komutācijas aprīkojuma izvēle.

• ja rodas novirzes no vadības sprieguma, relejs var grabēt, t.i. stāvoklis, kad strāva caur spoli ir maza, lai normāli turētu armatūru, un tas “buzzes” atver un aizver lielā ātrumā. Tas ir pilns ar agrīnu neveiksmi. Tiek ievērots šāds noteikums: lai vadītu releju, analogais signāls jāpiegādā caur sliekšņa ierīcēm, piemēram, Schmidt sprūda, salīdzināšanas ierīci, mikrokontrolleru utt .;

• Klikšķi, kad tiek aktivizēta.

Releju raksturojums

Lai izvēlētos pareizo releju, jums jāņem vērā vairāki parametri, kas apraksta tā funkcijas:

1. Spoles spriegums. 12 V relejs nedarbosies stabili vai vispār neieslēgsies, ja tā spolei pielietos 5 V.

2. Spole caur spoli.

3. Kontaktu grupu skaits. Relejs var būt 1 kanālu, t.i. satur 1 komutācijas pāri. Vai varbūt 3 kanālu, kas ļaus savienot slodzi ar 4 poliem (piemēram, trīs fāzes 380 V)

4. maksimālā strāva caur kontaktiem;

5. Maksimālais pārslēgšanas spriegums. Tam pašam relejam tas atšķiras tiešajām un maiņstrāvām, piemēram, 220 V maiņstrāvai un 30 V līdzstrāvai.Tas ir saistīts ar loka īpatnībām, pārslēdzot dažādas elektriskās ķēdes.

6. Instalācijas metode - spaiļu bloki, termināļu spailes, lodēšana pie dēļa vai DIN sliedes montāža.

Elektroniskie releji

Palaišanas laikā tiek uzklikšķināts parasts elektromagnētiskais relejs, kas var traucēt šādu ierīču lietošanu mājas apstākļos. Elektroniskais relejs, vai kā to sauc arī cietvielu relejs, nav šo trūkumu, bet tas rada siltumu, jo kā atslēgu tiek izmantots tranzistors (līdzstrāvas relejam) vai triaks (maiņstrāvas relejam). Papildus pusvadītāja atslēgai elektroniskajā relejā ir uzstādīts elektronisks relejs, kas nodrošina iespēju vadīt atslēgu ar vēlamo vadības spriegumu.

Šāds vadības relejs izmanto pastāvīgu spriegumu no 3 līdz 32, un tas mainās ar maiņstrāvu no 24 līdz 380 V ar strāvu līdz 10 A.

Priekšrocības:

• zems vadības strāvas patēriņš;

• trokšņa trūkums, pārejot;

• lielāks resurss (miljards vai vairāk operāciju, un tas ir tūkstoš reižu vairāk nekā elektromagnētiskais).

Trūkumi:

• uzkarst;

• var pārdegt no pārkaršanas;

• vērts vairāk;

• ja tas deg, tas nedarbosies.

Kā pieslēgt releju?

Zemāk redzamajā attēlā parādīta releja savienojuma ar tīklu un slodzes diagramma. Fāze ir savienota ar vienu no strāvas kontaktiem, ar otro slodzi, un nulle - ar otro slodzes spaili.

Tātad strāvas bloks darbojas. Vadības ķēde ir samontēta šādi: barošanas avots, piemēram, akumulators vai barošanas avots, ja releju kontrolē līdzstrāva, caur pogu ir savienots ar spoli. Lai kontrolētu maiņstrāvas releju, ķēde ir līdzīga, spolei tiek piegādāts vēlamās vērtības maiņstrāvas spriegums.

Šeit ir acīmredzams, ka vadības spriegums nav atkarīgs no sprieguma slodzē, arī no strāvām. Zemāk redzat automašīnas centrālās atslēgas aktivizētāju vadības ķēdi ar bipolāru vadību.

Nākamais uzdevums, lai aktivizētājs varētu virzīties uz priekšu, jums jāpiestiprina plus un mīnus ar tā solenoīdu, lai to novirzītu atpakaļ - ir jāmaina polaritāte. To veic, izmantojot divus relejus ar 5 kontaktiem (parasti slēgtiem un parasti atvērtiem).

Kad spriegums tiek piegādāts kreisajam relejam, plus tiek piegādāts uz aktivatora apakšējo vadu (saskaņā ar ķēdi) caur labās releja normāli aizvērtiem kontaktiem, aktivatora augšējais vads ir savienots ar negatīvo spaili (uz zemi).

Kad labā releja spolei tiek pielietots spriegums un kreisajai pusei netiek pievadīta enerģija, polaritāte tiek mainīta: plus, caur labās puses releja parasti atvērto kontaktu, tas tiek piegādāts augšējam vadam. Caur labās releja parasti slēgto kontaktu - aktivatora apakšējais vads ir savienots ar zemi.

Es minēju šo konkrēto gadījumu kā piemēru tam, ka, izmantojot releju, jūs varat ne tikai ieslēgt spriegumu slodzei, bet arī īstenot dažādas savienojuma un polaritātes maiņas shēmas.

Kā savienot releju ar mikrokontrolleri

Lai kontrolētu maiņstrāvas slodzi caur mikrokontrolleri, ir ērti izmantot releju. Bet rodas neliela problēma: releja pašreizējais patēriņš bieži pārsniedz maksimālo strāvu caur mikrokontrollera tapu. Lai to atrisinātu, jums jāpalielina strāva.

Diagramma parāda releja savienojumu ar 12 V spoli. Šeit, apgrieztā vadītspējas tranzistors VT4, tas spēlē strāvas pastiprinātāja lomu, rezistors R ir nepieciešams, lai ierobežotu strāvu caur pamatni (iestatīts tā, lai strāva nebūtu lielāka par maksimālo strāvu caur mikrokontrollera tapu).

Rezistors kolektora ķēdē ir nepieciešams, lai iestatītu spoles strāvu, tas tiek izvēlēts atbilstoši releja reakcijas strāvas vērtībai, principā to var izslēgt. Paralēli spolei ir uzstādīta apgrieztā diode VD2 - tā ir nepieciešama, lai pašindukcijas pārrāvumi nenogalinātu tranzistoru un mikrokontrollera izvadi. Izmantojot diodi, pārrāvumi iet uz enerģijas avotu, un magnētiskā lauka enerģija pārstāj darboties.

Arduino un releji

Mīlētājiem Arduino Ir gatavi releju vairogi un atsevišķi moduļi.Lai nodrošinātu mikrokontrollera izejas, atkarībā no konkrētā moduļa, var ieviest vadības signāla optokontrolleri, kas ievērojami palielinās ķēdes uzticamību.

Šāda moduļa shēma ir šāda:

Mēs runājām par releja īpašībām, un tāpēc tos bieži norāda marķējumos uz priekšējā vāka. Pievērsiet uzmanību releja moduļa fotoattēlam:

• 10A 250VAC - nozīmē, ka tas spēj kontrolēt mainīga sprieguma slodzi līdz 250V un ar strāvu līdz 10 A;

• 10A 30VDC - līdzstrāvai, spriegumam slodzē nevajadzētu pārsniegt 30V.

• SRD-05VDC-SL-C - marķējums, atkarīgs no katra ražotāja. Tajā mēs redzam 05VDC - tas nozīmē, ka relejs darbosies uz 5 V sprieguma uz spoles.

Tajā pašā laikā relejam parasti ir atvērti kontakti, tikai 1 pārvietojams kontakts. Arduino savienojuma shēma ir parādīta zemāk.

Secinājums

Relejs ir klasiska komutācijas ierīce, ko izmanto visur: vadības paneļi sadales paneļu rūpniecības darbnīcās, automatizācijā, lai aizsargātu aprīkojumu un cilvēkus, selektīvi pieslēgtu noteiktu shēmu, lifta aprīkojumā.

Iesācējiem elektriķiem, elektronikas inženieriem vai radioamatieriem ir ļoti svarīgi iemācīties izmantot relejus un veidot ar tiem shēmas, tāpēc jūs varat tos izmantot darbā un sadzīvē, realizējot releju algoritmus, neizmantojot mikrokontrolleri. Lai gan tas palielinās izmēru, tas ievērojami uzlabos shēmas uzticamību. Galu galā uzticamība ir ne tikai izturība, bet arī uzticamība un apkope!