Een speciaal apparaat wordt gebruikt voor huishoudelijke en industriële elektrische netwerken, ICE-besturing en verlichting. Een relais is een chopper van het elektromagnetische of elektrische type met een mechanische, elektronische of elektrische puls. Het begrijpen van de werkingsprincipes en ontwerpkenmerken van het apparaat zal helpen om zelfstandig een aantal problemen in de elektrotechniek op te lossen.
Geschiedenis van de schepping
Sommige bronnen melden dat de Russische wetenschapper P. Schilling (1830-1832) het relais als een rinkelend element op de telegraaf heeft geïnstalleerd. Er is een andere mening die het auteurschap van de toezichthouder J. Henry toeschrijft. De Amerikaanse natuurkundige creëerde in 1835 een apparaat van het contacttype met een elektromagnetisch werkingsprincipe.
Als we de betekenis van het woord beschouwen, vertaalt 'estafette' uit het Frans zich als het doorgeven van het stokje bij wedstrijden of het vervangen van postpaarden. Voor het eerst werd de regulator als onafhankelijk element genoemd door S. Morse, die de telegraaf creëerde.
De theorie van relaisachtige apparaten begon zich te ontwikkelen in 1925-1930, maar daarna in 1936-1938. V. Shestakov, A. Nakashima en K. Shannon gebruikten wiskundige logica om het relaisprobleem op te lossen, de theoretische basis kreeg een start.
Op internationale symposia werden de problemen van de theoretische betekenis van de relaisschakelaar, eindige-toestandsmachines, herhaaldelijk aan de orde gesteld. De eerste consultatie vond plaats in 1957 in de VS, de tweede - in de USSR (1962).
Relaisfuncties
Het relaiselement wordt opgevat als een set knooppunten en verbindingen, die bij blootstelling aan invoer verandert in de vorm van sprongen. Om deze elementen te karakteriseren, worden daarom criteria gebruikt om de output en input te beïnvloeden:
- Werking - bij de invoer is het effect minimaal, het groeit langzaam, wat leidt tot een verandering in de toestand van het element en een gelijktijdig effect op de uitvoer.
- Vrijgeven - vermindering van de minimale invoeractie zodat het element terugkeert naar de oorspronkelijke staat.
- Return - een parameter die de maximale impact bepaalt in het geval van een toename waarbij het relaisknooppunt terugkeert naar zijn oorspronkelijke staat.
- Prestaties - hangt af van de verhouding tussen de responstijd en de retour- of releasetijd.
Een elektrisch relais verwijst naar een element waarvan het type actie afhangt van de stroom of geleidbaarheid.
Het werkingsprincipe van de schakelaar
Relais - een schakelapparaat dat een circuitcircuit aan- of uitschakelt wanneer de huidige parameters fluctueren. Het apparaat wordt geactiveerd wanneer de limiet van de waarde van de voorwaarden (spanning of stroom) wordt bereikt, de lijn wordt gesloten of verbroken.
Om het principe van de werking van het relais te begrijpen, is het noodzakelijk om de onderdelen ervan te verduidelijken. Het ontwerp van het apparaat omvat een inductor, een anker en schakelkanalen. Bij aansluiting op een circuit in inductoren met een gemagnetiseerde draad, treedt zelfinductie-EMF op, d.w.z. fase blijft achter op spanning. Tijdens het leveren van stroom aan de spoel trekt het element een anker met contacten aan, waardoor het circuit wordt gesloten.
Het apparaat heeft twee soorten circuits:
- controleerbaar - sluit met een anker op het moment van bediening;
- controle - hierdoor stroomt de stroom naar de spoel.
Hoge stromen in het stuurcircuit worden geregeld door een lage stroom stuurkoppeling.
Het elektromagnetische relaisapparaat wordt geactiveerd door het principe van hysterese - activering enige tijd na ontvangst van de huidige puls. De stroom in de spoel groeit lusvormig en bereikt de vereiste waarde.Vanwege hysterese worden relaisapparaten niet gebruikt voor hogesnelheidsapparatuur.
Stuur- en stuurcontacten, toegestane spannings- en stroomparameters zijn aangegeven op de behuizing.
Gevoeligheidsparameters
Gevoeligheid - het werkingsprincipe van het relais, waarbij het apparaat zelfs reageert op kleine afwijkingen van indicatoren en snel terugkeert naar de standaardmodus.
Zeer gevoelige modellen nemen indicatoren van minder dan 10 mW waar, normale van 1 tot 5 W, laaggevoelige modellen van 10 tot 20 W.
Soorten relais
Om praktische problemen op te lossen, worden soorten relais gebruikt die verschillen in de kenmerken van de actie, inschakelen en de aanwezigheid van beveiliging.
Volgens het werkprincipe
Deze soorten relais zijn onder meer:
- Elektromagnetisch - modellen van het elektromechanische type, werkend vanuit het magnetische veld van de wikkelstroom die op het anker werkt. Een elektromagnetische schakelaar is neutraal met een reactie op huidige parameters en gepolariseerd met een reactie op de huidige grootte en polariteit.
- Elektronisch - werkt onder zware belasting. Het ontwerp wordt weergegeven door halfgeleiderelementen voor het leveren en uitschakelen van de spanning.
- Reed-schakelaars - worden gemaakt in de vorm van een cilinder met een vacuüm of gevuld met een inert-gasspiraal. De reedschakelaar bevindt zich in het midden van de magneet of staat bloot aan het veld. Deze variëteit wordt geactiveerd door stroom toe te passen op de wikkeling. Na de vorming van magnetische flux en magnetisatie van de veren sluiten de contacten.
- Elektrothermisch - werk op basis van het verschil in de uitzettingscoëfficiënt bij het verwarmen van bimetaalplaten. Het type relaistoewijzing wordt bepaald door het aantal netwerkfasen.
Elektrothermische modellen zijn geschikt voor productie of als elektromotor.
Door het type opname van het sensorelement
Er zijn wijzigingen:
- Primair - aangesloten op het circuit van het element. Ze kunnen worden gebruikt zonder het meten van transformatoren, kabels, bronnen van snelle stromen.
- Secundair - verbonden via transformatoren met een reactie op fluctuaties in stroom en spanning.
- Intermediair - worden geplaatst als een hulpapparaat, versterken of transformeren de signalen van secundaire modellen.
Het type sensorelement hangt af van het relaisapparaat. Het kan een elektromagneet, magneto-elektrisch, inductie, elektrodynamisch systeem zijn.
Door de methode van belichting
Afhankelijk van hoe de actuator werkt op een gecontroleerde indicator, zijn er apparaten:
- directe actie - de actuator werkt rechtstreeks op het regelcircuit;
- indirecte werking - hulpapparatuur wordt gebruikt om het circuit te beïnvloeden.
Als aandrijfelement van elektromechanische apparaten wordt een actief contactsysteem gebruikt.
Beveiligingsapparaten
Automatisering wordt veroorzaakt door fluctuaties in weerstand, vermogen en spanning. Er zijn relais van de volgende typen:
- maximale stroombeveiliging - MTZ wordt geactiveerd wanneer de stroom de ingestelde limiet bereikt;
- richtingsbeveiliging - naast de stroom wordt de vermogensregeling uitgevoerd;
- differentiële bescherming - apparaten reageren wanneer de spanning van de apparatuur sterk verandert of op storingen in het netwerk zelf;
- apparaten op afstand - bescherming wordt uitgevoerd met standaard en hoge frequentie wanneer een afname in weerstand of kortsluiting wordt gedetecteerd;
- differentiële fase-apparaten - DFZ-besturingsfasen vanaf twee uiteinden van de voedingslijn.
Onder huishoudelijke omstandigheden is het gebruik van MTZ-apparaten van het elektromagnetische type toegestaan.
Aanwijzing op schema's
Met de internationale classificator kunt u apparatuur repareren of bouwen. Het schema onderscheidt zich door alfanumerieke markeringen:
- een rechthoek met horizontale lijnen aan de zijkanten, gemarkeerd met de letters A en A1 - de spoel van de solenoïde met voedingskabels; soms aangeduid met de letter K;
- schakelcontacten - stabilisatorcontacten;
- een rechthoek met een vetgedrukte stip op een contactpen of de letter P in de figuur is een gepolariseerde wijziging;
- rechthoek met twee schuine lijnen - de aanwezigheid van twee wikkelingen.
De typeaanduidingen van de huishoudelijke relais geven ook het type contacten, openingsfuncties en de aanwezigheid van zelfreset aan.
Toepassingsgebieden
Het contactapparaat wordt gebruikt om:
- elektrische systeembesturing - u kunt een constante stroom, wisselstroom of beschermingsstabilisator plaatsen;
- het voorkomen van de invloed van spanningsdalingen op de knooppunten van huishoudelijke apparaten - de schakelaar zorgt voor een stabiel type communicatie;
- ononderbroken werking van industriële en productieapparatuur;
- automatisering van elektrische apparaten die in het dagelijks leven worden gebruikt;
- krijgen stuursignalen in de circuits.
De schakelapparatuur is door de fabrikant zo geconfigureerd dat deze in bepaalde situaties kan werken.
Vereisten voor stabilisatoren
Ongeacht de wijze van blootstelling, opname en de aanwezigheid van bescherming, moet bij de keuze rekening worden gehouden met de volgende technische kenmerken:
- responstijd - de periode vanaf de ontvangst van het stuursignaal bij de ingang tot het moment dat het de netwerkparameters beïnvloedt;
- schakelvermogen - toegestane stroomlimiet voor apparatuur of netwerk;
- reactievermogen - de minimale indicator waarop het apparaat zal beginnen te werken;
- instelling - een variabele parameter die de waarde van de uitschakelstroom aangeeft.
Modellen van moderne fabrikanten hebben een eenvoudig type ontwerp of zijn uitgerust met microprocessors, regelsystemen, sensoren.
Door de selectievereisten te observeren en de reikwijdte van het relais te kennen, is het gemakkelijk om een ononderbroken werking van de voeding te garanderen in omstandigheden van spannings- en stroomfluctuaties.
