Mellemrelæ: hvordan det fungerer, mærkning og typer, justerings- og tilslutningsnuancer

Størstedelen af elektriske kredsløb udvikles og anvendes i lavspændingssystemer. Hovedformålet med denne type kredsløb er at transformere indgangssignalerne i henhold til en forudbestemt handlingsalgoritme.

Til galvanisk adskillelse af kredsløb med lavspænding og højere nominel spænding anvendes et mellemrelæ. På grund af deres lille størrelse og pålidelighed er disse enheder udbredt inden for forskellige områder.

Enhedens formål og funktioner

Denne type skifter er et hjælpeobjekt i det elektriske kredsløb. Modellernes multifunktionalitet gør det muligt at anvende dem i automatiserede, beskyttelses- og reguleringskredsløb.

Det anvendes i tilfælde, hvor der er behov for synkron lukning eller åbning af flere uafhængige elektriske kredsløb, med andre ord – multiplikation af strømførende kanaler.

Tilslutningsdiagram for bilens nødknap: via en kontaktlinje på det elektromagnetiske relæ kan man slukke for kontakten, og via den anden kan man frembringe en lydalarm i alarmblokken.

Kontaktoren kan også bruges som regulator for et kraftigere relæ, hvorved der sker kommutering af et kredsløb med høj spænding.

Lad os tage et eksempel på denne situation: der er behov for at tilføre strøm til afbryderens induktorspole, hvor den maksimale øjeblikkelige værdi af den elektriske drivkraft ved tænding er 63 A. Det er dog ikke muligt at udføre denne opgave ved hjælp af en enkelt elektromagnetisk enhed.

Derfor skal man først tilføre strøm til spolen på kernen af adskillelsesenheden, der bruger sine egne forbindelser, for at aktivere kontaktoren med højere effekt, som så får til opgave at kommutere den større elektriske strøm.

Komponenten kan også bruges til at skabe en kunstig forsinkelse af beskyttelsesrelæets funktion, eller som man siger, til at danne en tidsforsinkelse.

Apparatets konstruktive opbygning

Elektromagnetiske enheder tilsluttes et elektrisk kredsløb, der styrer eller regulerer produkter tilsluttet en strømenhed til omdannelse. Starten kan udløses af forskellige faktorer: strømforsyning, lysenergi, hydrostatisk tryk eller gastryk.

Konstruktion af et elektromagnetisk relæ: 1 – fjeder; 2 – bevægeligt anker; 3 – ferromagnetisk stang (kerne); 4 – spole; 5 – base; 6 – en eller flere faste kontakter; 7 – aktuator

Ifølge standarderne består den enkleste kontaktenhed af tre hoveddele: den følsomme del, mellemdelen og den udførende del. Hver del er en individuel mekanisme, der står for bestemte funktioner i koblingssystemet.

Det primære, såkaldte følsomme element reagerer på en indgangsparameter og omdanner den til en fysisk størrelse, der er nødvendig for kontaktoren.

En sådan modtagerenhed er realiseret i en elektromagnetisk spole med en kerne - på diagrammet angivet med nummer 4. Afhængigt af nettet kan der tilsluttes enten vekselspænding eller jævnspænding.

Mellemleddet begynder en sammenlignende analyse af den omdannede størrelse med en indbygget reference. Når den indstillede værdi nås, sender enheden signalet fra den følsomme mekanisme til den udførende mekanisme. Denne sektion består af modvirkningsfjedre (1) og dæmpere.

Dæmpeelementer i kontaktoren bruges til at eliminere vibrationer af bevægelige segmenter, og i tidsrelæet – til at sikre det nødvendige tidsinterval.

I produktionsdelen via koblingslinjer (6), placeret på huset over klemrækken, udøves indflydelse på den underordnede linje, og kontakterne lukkes.

Kontaktorens funktionsprincip

I algoritmen for denne type relæ er anvendelsen af elektrodynamiske kræfter, der skabes i ferromagnetikken under passage af elektricitet gennem spiralen af vindinger af den isolerede ledning i spolen.

Afhængigt af kontaktorens tekniske egenskaber og antallet af indbyggede kontaktforbindelser, lukker eller åbner ankeret dem.

Den oprindelige placering af den L-formede plade (ankeret) holdes fast af en fjeder. Når der tilføres strøm til magneten, overvinder ankeret med den tilhørende kontakt fjederkraften og trækkes mod det magnetiserede felt.

Under bevægelsen griber tappen, der er placeret på kontaktfladen, fat i den nederste kontaktmekanisme og flytter den nedad. Hvis strømforsyningen til spolen stopper, trækker fjederen åget tilbage, og enheden vender tilbage til sin oprindelige tilstand.

Lad os se på et eksempel på, hvordan et elektromagnetisk relæ fungerer i en bil.

Hvis det tilsluttes en trefaset asynkronmotor, vil følgende handlinger udføres:

1. Start – aktivering af alarmen.
2. Startkontaktens aktivering.
3. Lukning af det sidste kontaktpar resulterer i start af motormekanismen.

Derudover er det relæet, der står for at slukke motoren ved reversafbrydelse. Derved elimineres problemet med pludselig motorstop.

For at identificere typen af elektromagnetisk kontaktaktor anvendes i produktionen mærkningsværdier bestående af et sæt bogstaver og tal, der er påført enheden.

Det er også vigtigt at vide, at det elektromagnetiske relæ kan udstyres med flere grupper af justeringskontakter. Antallet af disse afhænger helt af den specifikke models formål.

Varianter af mellemskiftere

Kontaktorer af mellemtypen aflaster de primære aktuatorelementer. Ellers ville lysbueslukningsforholdene blive strengere, hvilket ville gøre produktionen urentabel, for eksempel af sådanne kraftige kilder som termiske kraftværker.

Anvendte tændingsmetoder

Klassificeringen af elektromagnetiske kontakter sker i henhold til de vigtigste træk og karakteristika, nemlig:

• efter tilslutningsmetode;
• konstruktionens egenskaber – antal og type af viklinger samt antal, tilstand og effekt af kontaktlinjer;
• virkemåde;
• efter aktiverings- og returtid til udgangsposition.

Afhængigt af formålet produceres kontaktorer med spændings- eller strømvikling eller begge typer samtidigt. Der skelnes mellem to standardiserede tilslutningsmetoder.

Det elektromagnetiske apparat skal aktiveres ikke kun under standard strømforsyningsdrift, men også under fejltilstande, og arbejde med at reducere strømmen til 40%.

Den første tilslutningstype er seriel. Apparatet er forbundet i serie med viklingssektioner af andre enheder og fungerer af strømmen, der løber gennem denne kredsløbssløjfe.

Den næste er shunt-type. Den tilsluttes til nominelle spændingsværdier af driftsstrømkilden.

Apparatets konstruktionsmæssige egenskaber

Konstruktionens egenskaber omfatter modeller med én vikling af spænding eller strøm (RP-23, RP-252), to (RP-11) og sjældent med tre.

Jævnstrømsrelæer (RP-23) fremstilles til følgende nominelle spændingsværdier: 12, 24, 48, 110 og 220 V, vekselstrøm (RP-24) – 127, 220 og 380 V.

RP-23-enheden: elektromagnet med vikling, anker med skaft, faste og bevægelige kontakter, fjeder, justeringsplade. Kontaktoren er monteret på en sokkel og dækket med et dæksel.

Kontakter af typerne RP-23 og RP-24 er beregnet til drift på galvanisk strøm og har hver 5 kontaktlinjer, som kan anvendes i forskellige kombinationer. Forskellene mellem dem ligger i deres konstruktion.

Den anden type enheder er udstyret med en indbygget mekanisk udløserindikator. Deres strømforbrug ved grundspænding er 6 W. Serierne RP-25 og RP-26 fungerer udelukkende på vekselstrøm og er konstrueret på samme måde som de foregående apparater.

Et ekstra element – en kortsluttet vinding på kernen med spolen, beregnet til at eliminere vibrationer af den bevægelige del af mekanismen. Deres energiforbrug er det samme – 10 W.

For nylig har ZAO CHEAZ (fabrik til produktion af elektriske apparater i Cheboksary) i stedet for ovennævnte modifikationer omstillet sig til moderniserede modeller. Det er kontakterne RP16-1 (galvanisk strøm) og RP16-7 (vekselstrøm), udstyret med to åbnings- og fire lukningskontaktgrupper.

Distributør af ny generation RP16-7 er beregnet til indkobling i selektive strømbeskyttelses- og automatikkredsløb til omskiftning af elektrisk belastning

To- og treviklede periferiudstyr anvendes normalt i flere tilfælde.

Lad os se, hvilke opgaver de løser, og hvilken type apparat der kræves til dette:

1. Ved behov for aktivering af driftsfunktion fra strøm og fastholdelse fra spænding, for eksempel serie RP-232 med en enkeltviklet arbejdsspole.
2. Hvis apparatet skal fungere fra spænding og afholde sig fra elektricitet — RP-233 med to fastholdende strømvindinger.

På samme måde indfører CHEAZ i stedet for de ovenfor beskrevne kontaktorer nye modeller RP-16-2 – RP16-4 og RP17-1 – RP17-5.

Skifternes funktionsprincip

Kontaktanordninger anvendes inden for kommunikations- og automatiksegmentet. Baseret på arbejdsprincippet opdeles de i neutrale og polariserede (impuls) typer.

Hovedforskellen mellem dem er, at i de første er ankerets forskydning ikke underordnet styresignalets polaritet, mens de derimod i de sidstnævnte har en direkte afhængighed af retningen af ladede partiklers bevægelse i viklingen.

Neutrale kontakter har den enkleste konstruktion, bestående af to systemer: af kontakt- og magnetisk type. I kontaktgruppen er der to faste og en fælles bevægelig kontakt. Den magnetiske enhed består af et anker, elektromagnet og åg.

Diagram over elektromagnetisk relæ af neutral type: c) med anker, der trækkes ind i spolen. Hvis styresignalet er på maksimal afstand – ankeret er fjernet fra kernen – er et par kontakter lukket, mens det andet er åbent

Derudover er elektromagnetiske relæer opdelt efter ankerets bevægelsestype: vinkel (float) og indtrækkende. For at reducere modstandskræfterne i den magnetiske luftspalte mellem den bevægelige plade og kernen. Sidstnævnte er udstyret med en polsko.

Sådanne relækredsløb anvendes i styresystemer til produktionsmaskiner og værktøjsmaskiner. RES-6 er en af repræsentanterne for svagstrømskontaktorer i neutral klasse. Enheden kan være af to-positions- eller monostabil type. Dens nominelle driftsspænding er 80-300 V, kontaktstrøm – 0,1-3 A-V.

Impulskategorien består af de samme systemer. Men den magnetiske del af impulsrelæer er desuden udstyret med to stænger med vikling samt en kontakttræk og en permanent magnet, der skaber en polariserende flux.

Takket være denne type tilførsel ændres den elektromagnetiske kraft, der påvirker ankret, afhængigt af retningen af kraftstrømmen i spolen.

Konstruktionen af det polariserede relæ IMSH1-0,3: spole, permanent magnet med polforlængere og plade, stolpe, fjeder, forbindelseslinjer. Forøgelse af apparatets reaktionshastighed opnås ved hjælp af kernematerialet – pladestål.

Kontaktorer IMSH1-0,3 er vidt udbredt som vejrelæmekanisme i impulsbeskyttelseskredsløb (RZ) for galvanisk strøm. IMVSH-110 anvendes i vekselstrømskredsløb. Teknisk set består det af en diodebro, der omdanner vekselstrøm til jævnstrøm.

Aktiverings- og returtid

Aktiveringstiden for det mellemliggende mekanisme (t tiltrækning) – perioden fra modtagelse af aktiveringskommandoen til begyndelsen af stigningen i udgangsparametrene. Denne værdi er fuldstændig bestemt af relæets konstruktion, dets tilslutningsdiagram og indgangssignal.

Afbrydelsestid (t frigivelse) – intervallet fra afgivelse af slukningssignal til udgangsparameteret når sin mindste værdi.

Forsinkelsesblokkens diagram ved aktivering af relæ RP18. Forsinkelsesprocessen sikres via halvlederkredsløb, til hvis udgang relæets viklinger er tilsluttet.

Der stilles højere krav til hurtig respons for den pågældende relætype.

Afhængigt af aktiveringstidsintervallet klassificeres enhederne som følger:

• hurtige – forsinkelsestid for tiltrækning og afbrydelse op til 0,03 s (f.eks. REP37-13, RP 17-4M);
• normale – 0,15–0,20 s (serie RE);
• langsomme – 1,0-1,5 s (NMM4-250, NMM4-500);
• tidsbestemte – mere end 1,5 s (RP18-2-RP18-5).

På markedet er sådanne modeller repræsenteret af forskellige producenter. Afhængigt af mærket kan relæets konstruktion variere ubetydeligt. Men ved hjælp af mærkningen på enheden kan man nøjagtigt bestemme produktets parametre.

Hvad fortæller mærkningen om?

I kontaktorens mærkning er der angivet et komplet sæt data om formål og konstruktionsdetaljer, herunder information om klimatisk udførelse.

Forklaring af model TKE520DG: enhed med spolespænding op til 30 V, og kontakter – op til 5 A, der er to normalt åbne kontakter, konstruktionen tillader langtidsdrift, udført hermetisk forseglet

Lad os se nærmere på strukturen af betegnelsen ved eksemplet PE41(N) (*)(*)(*)(*)(*)/(*)(*)(*)(*)5:

1. REP – elektromagnetisk hjælperelæ.
2. 37 (N) – udviklingsnummer.
3. (*) – betegnelse for strømtype i spolens kreds: 1 – jævnstrøm; 2 – vekselstrøm.
4. (*) – forsinkelsestype: 1 – forsinket ved tilkobling; 2 – forsinket ved frakobling.
5. (*) – værdi baseret på antal spoler;
6. (*)(*) – numerisk værdi for slutte- og brydekontakter;
7. (*)(*) – spænding eller strøm for effektvikling: jævnstrøm (D) og vekselstrøm (A);
8. (*)(*) – betegnelse for holdespolekraft;
9. (*) – type og teknologi for tilslutning af bagledningslinjer: 1 – med lamel til lodning; 2 – montering med skruesikring; 3 – fastgørelse med klemmer til stikblok.
10. (*)5 – klimatisk udformning og placering efter GOST: UH – moderat koldt; V – alle klimatyper.

Når du vælger den nødvendige model af koblingsenheden, tages der hensyn til ikke kun dens elektrotekniske parametre, men også miljøet, hvor den skal arbejde.

Valg af kontaktor foretages ud fra de krævede specifikationer: forsyningsspænding (V), forbrugt effekt (W), koblingsstrøm (A), kontaktgrupper, aktiveringstid (s), dimensioner

Trods den forventede høje kvalitet af kontaktoren, er den største ulempe indbygget i kontaktsystemet. Det antages, at en ren kontaktgruppe kun kan opretholdes under hermetiske vakuumforhold. Hvis den primære negative faktor – kontakt med luft – påvirker, begynder der at dannes en oxidfilm på dem.

Nuancer ved tilslutning og justering

Efter installation af mellemrelæet skal det tilsluttes til elektrisk kredsløb. Til dette vil spolekontakter samt ekstra forbindelseselementer blive brugt. Normalt har enheden flere kontaktpar: NO – normalt åbne og normalt lukkede (NC).

Fordeling af grupper i det viste elektriske diagram: 10-11 – normalt lukkede kontakter; 11-12 – normalt åbne; kontakter 1 (fase) – 3 (nul) – relæets forsyningsspænding

I første position antages det, at signalet til spolen er fuldstændig fraværende. Da spolen ikke har polaritet, kan den interne forbindelse af kontaktgruppen udføres i tilfældig rækkefølge.

For at tilslutte oversigtsmekanismen, lad os se på de skematiske anvisninger. Den forventede spænding i spolen kan være: 12, 24 eller 220 V.

Apparatets elektriske diagram uden netforbindelse. Installationen udføres i kontrol- og automatiseringskredsløb. Placering – mellem hovedaktøren og opgavekilden.

Justering af den elektroniske starter gennemgås ved hjælp af den mest almindelige model RP-23.

Processen består af følgende trin:

1. Ved at kontrollere start- og returspændingen med tilførsel af galvanisk strømkilde til spolen, foretages en gradvis justering.
2. I det øjeblik ankeret trækkes til, skal det bevægelige systemenhed have en fælles bevægelse på 0,1-1,5 mm. Ved at bøje skaftet på den L-formede plade udfører vi en korrektionsprocedure.
3. Mellem den aktive og inaktive kontakt sættes spalteniveauet inden for værdierne 1,5-2,5 mm. Justering af nedbøjningen udføres ved at presse vinkeljernet på de faste kontakter og den øvre stop på det bevægelige system.
4. Ved ankerets endeposition (lukning) vil de inaktive kontakters fald være 0,3-0,4 mm.
5. Midt i planet skal de bevægelige og faste kontakter falde sammen. Korrektion foretages ved at flytte pladen og føringsbeslaget.

Ved samme metode gentages indstillingen af parametrene for relæ RP-25, dog elimineres spalten mellem spolen med kernen og ankeret i tiltrækket tilstand.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Princippet for elektromagnetisk relæ, hvor de anvendes, samt de vigtigste pålidelighedsindikatorer for enhederne er også gennemgået. Mere detaljeret i videomaterialet:

Når du har valgt den nødvendige enhedsmodel, går vi videre til dens tilslutning og justering. De vigtigste nuancer er beskrevet i den præsenterede video:

Teknologiske udviklinger af konstruktioner af mellemrelæer har altid været rettet mod at reducere vægt og dimensioner samt øge pålidelighed og installationsvenlighed. Som et resultat blev små kontaktorer placeret i en hermetisk kappe fyldt med trykilt eller med tilsætning af helium.

På grund af dette har de indre elementer en længere levetid og udfører alle indbyggede kommandoer uden afbrydelser.

Fortæl om, hvordan du valgte en mellemfraktobryder til dit hjemmenetværk. Del dine egne udvælgelseskriterier. Skriv venligst kommentarer i blokken nedenfor, upload billeder relateret til artiklen, stil spørgsmål.