Közbenső relé: működése, jelölés és típusok, beállítási és csatlakoztatási finomságok

A villamos kapcsolások nagy részét gyengeáramú rendszerekben tervezik és alkalmazzák. Az ilyen típusú kapcsolások fő rendeltetése a bemenő jelek átalakítása a meghatározott műveleti algoritmus szerint.

Az alacsony feszültségű és a magasabb névleges feszültségű áramkörök galvanikus elválasztásához közbenső relét használnak. Kis méretüknek és megbízhatóságuknak köszönhetően ezek a készülékek széles körben elterjedtek különböző területeken.

A készülék rendeltetése és funkciói

Ez a fajta kapcsoló segédobjektum az elekromos áramkörben. A modellek tőbbfunkcióssága lehőtővé teszi, hogy automatizált, védelemi és szabályozó kapcsolásokban használják őket.

Olyan esetekben használják, amikor szükség van több autonóm villamos kapcsolás szinkron zárására vagy nyitására, más szóval az áramvezető csatornák megsokszorozására.

A gépkocsi vészgomb bekötési kapcsolási rajza: az elektromágneses relé egyik érintkező vonalán keresztül megvalósítható a kapcsoló kikapcsolása, a másik vonalon pedig hangjelzés előállítható a riasztóegységben.

A kontaktor erősebb relé szabályozójának minőségében is használható, amelynek segítségével a magas feszültségű áramkör kommutácíója valósul meg.

Vegyük például a kővetkező helyzetet: áramot kell biztosítani a kapcsoló induktívítás tekercsére, ahol a bekapcsolás pillanatában az elektromotoros erő maxímális éretéke 63 A. Ezt a feladátot azonban nem lehet elvégezni egyetlen elektromágneses készülékkel.

Ezért elsőként táplálni kell a szétválasztó készülék magtekercsét, amely saját kapcsolatokat használ, majd be kell kapcsolni a nagyobb teljesítményű kontaktort, amelyre a nagyobb elektromos teljesítmény kommutácíójának feladata hárul.

Az alkatrész használható a védelmi relé mesterséges késleltetésének létrehozására is, illetve, ahogy mondják, időzítés kialakítására.

A készülék szerkezeti felépítése

Elektromágneses eszközök csatlakoznak az elektromos áramkörhöz, amely az átalakítás céljából a teljesítménycsomóponthoz csatlakoztatott termékek ellenőrzését vagy szabályozását végzi. Az indítás különféle tényezők hatására történhet: elektromos táplálás, fényenergia, hidrosztatikus vagy gáznyomás.

Elektromágneses relé szerkezeti felépítése: 1 – rugó; 2 – mozgó horgony; 3 – ferromágneses rúd (mag); 4 – tekercs; 5 – alap; 6 – egy vagy több álló érintkező; 7 – végrehajtó szerv

A szabványok szerint a legegyszerűbb érintkező berendezés három fő részből áll: érzékelő, közbenső és végrehajtó. Mindegyiket egyedi mechanizmus képviseli, amely a kapcsolórendszerben meghatározott műveletekért felelős.

Az elsődleges, úgynevezett érzékelő elem reakciót vált ki a bemenő paraméterre, és azt a kontaktornak a működéséhez szükséges fizikai mennyiséggé alakítja.

Az ilyen érzékelő mechanizmus egy elektromágneses tekercsben valósul meg maggal – a vázlaton a 4-es szám jelöli. A hálózattól függően váltakozó vagy egyenfeszültség csatlakoztatható hozzá.

A közbenső láncszem megkezdi az átalakított érték összehasonlító elemzését a beállított mintával. Amint eléri a beállított értéket, a csomópont továbbítja az érzékelő mechanizmus jelét a végrehajtóhoz. Ez a rész ellentartó rugókból (1) és csillapítókból áll.

A csillapító elemeket a kontaktorban a mozgó szegmensek rezgésének kiküszöbölésére használják, az időrelében pedig a szükséges időintervallum biztosítására.

A gyártási részben a házon a sorkapocs felett elhelyezett kapcsoló vezetékek (6) segítségével hatás gyakorolható az alárendelt vonalra, és az érintkezők záródnak.

A kontaktor működési elve

Az ilyen típusú relé működési algoritmusában az elektrodinamikai erők alkalmazása rejlik, amelyek a ferromágneses anyagban jönnek létre az elektromos áramnak a tekercs szigetelt huzalának menetei mentén történő áthaladása során.

A kapcsoló múszaki jellemzőitől és a benne elhelyezett érintkezőkapcsolatok számától függően a horgony vagy zárja, vagy nyitja azokat.

Az L alakú lemez (horgony) kezdeti helyzetét egy rugó rögzíti. A mágnesre áramot adva a horgony a rajta lévő kapcsoló érintkezővel legyőzi a rugó erejét, és a mágnesezett mező felé húzódik.

A mozgás során az érintkező síkján elhelyezkedő szár beakasztja az alsó érintkező szerkezetet, lefelé mozgatva azt. Ha a tekercsre megszűnik az áramellátás, a rugó vissza húzza a jármot, és a készülék vissza nyeri eredeti alakját.

Vizsgáljuk meg egy példán keresztül, hogyan működik az elektromágneses típusú relé az autóban.

Ha háromfázisú aszinkron motorhoz csatlakoztatják, a következő műveletek mennek végbe:

1. Indítás – a riasztó bekapcsolása.
2. Az indítóberendezés működésbe lépése.
3. Az utolsó érintkezőpár záródása – ennek eredményeként a motor mechanizmusának indítása.

Ezenkívül pont a relé felelős a motor leállításáért a reverz megszakadásakor. Így kiküszöbölhető a motor hirtelen leállásának problémája.

Az elektromágneses kontaktor típusának felismeréséhez a gyártásban betűkből és számokból álló jelölési értékeket használnak, amelyeket a készülékre helyeznek.

Fontos tudni azt is, hogy az elektromágneses relé több beállító érintkezőcsoporttal is felszerelhető. Az utóbbiak száma teljes mértékben az adott készülékmodel rendeltetésétől függ.

A közbenső kapcsolók típusai

A közbenső típusú kontaktorok tehermentesítik a fő végrehajtó eszközöket. Ellenkező esetben az ívoltó feltételek szigorúbbá válnának, ami veszteségessé tenné például az olyan erőteljes források, mint a hőerőművek gyártását.

Az alkalmazott bekapcsolási módszerek

Az elektromágneses kapcsolók osztályozása az alapvető jellemzők és tulajdonságok szerint történik, mégpedig:

• bekapcsolási mód szerint;
• szerkezeti sajátosságok — a tekercsek száma és típusa, valamint az érintkezővonalak mennyisége, állapota és teljesítménye;
• működési elv szerint;
• a működési és visszaállási idő szerint.

A rendeltetés alapján a kontaktorok feszültség- vagy áramtekercseléssel, vagy akár mindkét változattal egyszerre készülnek. Két egységesített csatlakoztatási módszert különböztetnek meg.

Az elektromágneses készüléknek nemcsak a tápegység normál üzemmódjában kell bekapcsolnia, hanem vészjelző értékek mellett is, az áramot 40%-ra csökkentve.

Az első csatlakoztatási típus a soros. A készülék sorosan van bekapcsolva más eszközök tekercsszakaszaiban, és az áramkör ezen ágán átfolyó áramról működik.

A következő a sönt típusú. A segédáramforrás névleges feszültségértékeire kapcsolódik.

A készülék szerkezetének sajátosságai

A készülék jellemzői feltételeznek egy feszültség- vagy áramtekercselésű (RP-23, RP-252), kéttekercselésű (RP-11) és ritkán háromtekercselésű mintákat.

Az egyenáramú relék (RP-23) a következő névleges feszültségértékekre készülnek: 12, 24, 48, 110 és 220 V, a váltakozó áramúak (RP-24) pedig 127, 220 és 380 V.

Az RP-23 készülék: elektromágnes tekercseléssel, horgony szárral, álló és mozgó érintkezők, rugó, beállító lemez. A kontaktor talapzatra van szerelve és burkolattal van ellátva.

Az RP-23 és RP-24 típusú kapcsolók galvanikus áramon való működésre készültek, és 5-5 érintkezővonallal rendelkeznek, amelyek különböző kombinációkban alkalmazhatók. A különbség köztük a felépítésükben rejlik.

A második típusú készülékek beépített mechanikus kioldásjelzővel vannak felszerelve. Az alapfeszültségen mért fogyasztásuk 6 W. Az RP-25 és RP-26 sorozatok kizárólag váltakozó áramon működnek, és az előző készülékekhez hasonló felépítésűek.

További elem a magon lévő rövidrezárt tekercs, amely a mechanizmus mozgó részének rezgéseit hivatott kiküszöbölni. Fogyasztásuk azonos: 10 W.

Az utóbbi időben a Csebokszári CSEAZ Zrt. (elektromos készülékgyár) a fent említett módosítások helyett a korszerűsített modellekre helyezi a hangsúlyt. Ezek az RP16-1 (galvanikus áram) és az RP16-7 (váltakozó áram) kapcsolók, amelyek két bontó és négy záró érintkezőcsoporttal vannak felszerelve.

Az új generációs RP16-7 elosztó a szelektív teljesítményvédelmi és automatizálási áramkörökben való használatra készült az elektromos terhelés kapcsolásához.

A két- és háromtekercses perifériás eszközöket általában több esetben használják.

Tekintsük át, milyen feladatokat oldanak meg, és milyen típusú készülékre lesz szükség ehhez:

1. Ha a készüléket áram működteti és feszültség tartja, például az RP-232 sorozat egy menetes munkatekercssel.
2. Ha a készülék feszültség hatására működik, és áram nélkül tart – RP-233 két tartóáramú tekercssel.

Ugyanígy, a fent leírt kontaktorok helyett a CSEAZ új típusokat vezet be: RP-16-2 – RP16-4 és RP17-1 – RP17-5.

A kapcsolók működési elve

Az érintkezős eszközöket a kommunikáció és automatika területén használják. Működési elvük alapján semleges és polarizált (impulzus) típusokra osztják őket.

A fő különbség köztük, hogy az első típusnál a horgony elmozdulása nem függ a vezérlőjel polaritásától, míg a másodiknál éppen ellenkezőleg, egyenesen függ a tekercsben lévő töltött részecskék mozgási irányától.

A semleges kapcsolók a legegyszerűbb felépítésűek, két rendszerből állnak: érintkezős és mágneses típusból. Az érintkezőcsoportban két rögzített és egy közös mozgó érintkező van. A mágneses egység horgonyból, elektromágnesből és járomból áll.

Semleges típusú elektromágneses relé kapcsolási rajza: c) a tekercsbe behúzott horgonnyal. Ha a vezérlőjel a maximális távolságban van – a horgony távol van a magtól – az egyik érintkezőpár zárt, a másik nyitott.

Ezenkívül az elektromágneses relék a horgony mozgásának jellege szerint is fel vannak osztva: szögletes (úszó) és behúzó típusúra. A mozgó lemez és a mag közötti mágneses légrés ellenállási erőinek csökkentése érdekében. Az utóbbi pólusvéggel van ellátva.

Az ilyen relés elektromos kapcsolóáramköröket gyártó gépek és berendezések vezérlőrendszereiben használják. A RESZ-6 a semleges osztályú gyengeáramú kontaktorok egyik képviselője. A készülék lehet kétállású vagy egystabil kivitelű. Névleges üzemi feszültsége 80-300 V, kapcsolási árama 0,1-3 A.

Az impulzus kategória ugyanilyen rendszerekből áll. Az impulzusrelék mágneses része azonban további két tekercselt rúddal, valamint egy érintkezőhúzóval és egy polarizáló fluxust létrehozó állandó mágnessel van felszerelve.

Ennek a típusú táplálásnak köszönhetően a horgonyra ható elektromágneses erő iránya a tekercsben lévő erővonalak irányától függően változik.

A polarizált relé (IMS1-0,3) felépítése: tekercs, állandó mágnes pólusbetétekkel és lemezzel, oszlop, rugó, összekötő vezetékek. A készülék gyorsaságának növelését a mag anyaga – a lemezacél – teszi lehetővé.

Az IMS1-0,3 kontaktorok széles körben elterjedtek mint útrelé mechanizmusok galvanikus áramú impulzusvédő (RZ) kapcsolásokban. Az IMVS-110-et váltakozó áramú áramkörökben használják. Technikailag egy diódahídból áll, amely a váltakozó áramot egyenárammá alakítja.

A behúzás és az elengedés ideje

A közbenső mechanizmus működési ideje (t behúzás) – az a periódus, amely a működtető parancs beérkezésétől a kimeneti paraméterek növekedésének kezdetéig tart. Ez az érték teljes mértékben a relé szerkezeti jellemzőitől, bekötési kapcsolásától és a bemeneti jeltől függ.

A kikapcsolási idő (t elengedés) – a kikapcsoló jel leadásától a kimeneti paraméter legalacsonyabb értékének eléréséig tartó intervallum.

A lassító egység kapcsolása az RP18 relé működésekor. A lassítási folyamatot félvezető kapcsolások biztosítják, amelyek kimenetére a relé tekercsei vannak csatlakoztatva.

A vizsgált relétípussal szemben fokozott követelményeket támasztanak a gyorsaságra vonatkozóan.

A működési időintervallum függvényében a készülékeket a következőképpen osztályozzák:

• gyors működésű – a behúzási és kikapcsolási lassulási idő 0,03 s-ig (pl. REP37-13, RP 17-4M);
• normál – 0,15–0,20 s (RE sorozat);
• lassú – 1,0-1,5 s (NMM4–250, NMM4–500);
• időzített – 1,5 s felett (RP18-2–RP18-5).

A piacon ezeket a változatokat különböző gyártók képviselik. Ezért a márkától függően a relé kialakítása kismértékben eltérhet. A készüléken feltüntetett jelölés segítségével azonban pontosan meghatározhatók a termék paraméterei.

Mit árul el a jelölés?

A kontaktorok jelölésén feltüntetik a rendeltetésre és a szerkezeti jellemzőkre vonatkozó adatok teljes körét, beleértve az éghajlati kivitelre vonatkozó információkat is.

A TKE520DG modell értelmezése: a tekercs legfeljebb 30 V-ig, az érintkezők pedig legfeljebb 5 A-ig terhelhetők; két záró érintkező van; a készülék kialakítása hosszú távú üzemmódot biztosít; hermetikusan tömített.

Vizsgáljuk meg részletesen a jelölés szerkezetét a PE41(N) (*)(*)(*)(*)(*)/(*)(*)(*)(*)5 példáján:

1. REP — elektromágneses közbenső relé.
2. 37 (N) – a fejlesztés száma.
3. (*) — a bekapcsoló tekercs áramkörének áramnemének jelölése: 1 — egyenáram; 2 — váltakozó áram.
4. (*) — a késleltetés típusa: 1 — bekapcsoláskor késleltetett; 2 — kikapcsoláskor késleltetett.
5. (*) — a tekercsek számától függő érték;
6. (*)(*) — a záró és nyitó érintkezők száma;
7. (*)(*) — a teljesítménytekercs feszültsége vagy árama: egyenáram (D) és váltakozó áram (A);
8. (*)(*) — a tartótekercsek elektromos erejének jelölése;
9. (*) — a hátsó vezetővezetékek csatlakoztatásának módja és technológiája: 1 – forrasztásra szolgáló lamellákkal; 2 – csavaros rögzítésű szerelés; 3 – csatlakozókapcsokkal rögzítés sorkapocsblokkhoz.
10. (*)5 — éghajlati kivitel és elhelyezési kategória a GOST szerint: UH — mérsékelten hideg; V — minden éghajlatra alkalmas.

A szükséges kapcsolókészülék-modell kiválasztásakor nemcsak annak elektrotechnikai paramétereit, hanem a környezetet is figyelembe kell venni, amelyben az működni fog.

A kontaktor kiválasztása a szükséges jellemzők alapján történik: tápfeszültség (V), fogyasztott teljesítmény (W), kapcsolási áram (A), érintkezőcsoportok, működési idő (s), méretek.

A kapcsoló előirányzott magas minősége ellenére a fő hátrány az érintkezőrendszerben rejlik. Feltételezhető, hogy a tiszta kapcsolócsoport csak vákuum hermetikus körülményei között létezhet. Ha viszont a fő negatív tényező – a levegővel való érintkezés – hat, akkor oxidfilm kezd képződni rajtuk.

A csatlakoztatás és beállítás finomságai

A közbenső mechanizmus felszerelése után csatlakoztatni kell az elektromos kapcsolási rajzhoz. Ehhez a tekercs érintkezőit, valamint további összekötő elemeket kell használni. Általában a készülékben több érintkezőpár található: NO – normál esetben nyitott és normál esetben zárt (NC).

A csoportok elosztása a bemutatott elektromos kapcsolási rajzban: 10-11 – normál esetben zárt érintkezők; 11-12 – normál esetben nyitott érintkezők; az 1 (fázis) – 3 (nulla) érintkezők – a relé tápfeszültsége.

Az első pozícióban a tekercsre adott jel teljes megszüntetése feltételezett. Mivel nincs benne polaritás, az érintkezőcsoport belső összekötése véletlenszerű sorrendben végezhető el.

Az áttekintő mechanizmus csatlakoztatásához tekintsük át a sematikus utasításokat. A tekercs várható feszültsége lehet: 12, 24 vagy 220 V.

A készülék elektromos kapcsolási rajza hálózati csatlakozás nélkül. Beépítése vezérlő- és automatizálási áramkörökben történik. Elhelyezkedése – a fő végrehajtó és a feladat forrása között.

Az elektronikus indító beállítását a leggyakoribb RP-23 modell példáján keresztül mutatjuk be.

A folyamat a következő lépésekből áll:

1. A bekapcsolási és visszatérési feszültséget ellenőrizve, galvánelem áramforrás rákapcsolásával a tekercsre, finom beállítást végzünk.
2. A horgony behúzásának pillanatában a rendszer mozgó egységének együttes lökete 0,1-1,5 mm legyen. A szár Г-alakú lemezre történő hajlításával végezzük el a korrekciós eljárást.
3. Az aktív és inaktív érintkező közötti rés mértéke 1,5-2,5 mm tartományba esik. A behajlás beállítása a rögzített érintkezők szögprofiljának és a mozgó rendszer felső ütközőjének összenyomásával történik.
4. A horgony véghelyzetében (záráskor) az inaktív érintkezők behúzódása 0,3-0,4 mm lesz.
5. A sík közepén a mozgó és rögzített érintkezőknek egybe kell esniük. A korrekció a lemez és a vezetőbilincs elmozdításával történik.

Ugyanezzel a módszerrel történik az RP-25 relé paramétereinek beállítása is, azonban a tekercs és a mag, valamint a behúzott horgony közötti rés kimarad.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Az elektromágneses relé működési elve, hol alkalmazzák, valamint a készülékek megbízhatóságának fő mutatói is ismertetésre kerülnek. Bővebben a videóanyagban:

A szükséges készülékmodell kiválasztása után áttérünk annak csatlakoztatására és beállítására. A főbb finomságokat a bemutatott videó ismerteti:

A közbenső relék szerkezetének technológiai fejlesztései mindig a tömeg és a méretek csökkentésére, valamint a készülékek megbízhatósági fokának és szerelési kényelmének növelésére irányultak. Ennek eredményeként a kis kontaktorokat sűrített oxigénnel vagy hélium hozzáadásával töltött hermetikus burkolatba kezdték helyezni.

Ennek köszönhetően a belső elemek hosszabb élettartammal rendelkeznek, megszakítás nélkül teljesítve az összes beépített parancsot.

Mesélje el, hogyan választotta ki a közbenső kapcsolókészüléket az otthoni elektromos hálózathoz. Osztozzon meg saját kiválasztási szempontjaival. Kérem, írjon hozzászólásokat az alábbi blokkba, töltsön fel a cikk témájához kapcsolódó fényképeket, és tegyen fel kérdéseket.