A relé egy elektromosan működtetett kapcsoló, amelyet nagyfeszültség vagy nagyáram vezérlésére használnak kis jel segítségével. Elektromos leválasztást biztosít a vezérlő- és terhelési áramkörök között, javítva a biztonságot és a megbízhatóságot. A reléket energiaellátó rendszerekben, gépekben, járművekben és automatizálásban használják. Ez a cikk részletesen ismerteti a relék működését, alkatrészeiket, típusaikat, minősítéseiket, alkalmazásaikat, hibáit és tervezési tippjeit.
Relé áttekintése
A relé egy elektromosan működtetett kapcsoló, amelyet úgy terveztek, hogy lehetővé tegye egy kis, alacsony fogyasztású áram sokkal nagyobb áram szabályozását, így a modern elektromos és elektronikus áramkörök alapvető eleme. Erre a képességre olyan alkalmazásokban van szükség, ahol a nagyfeszültségű vagy nagyáramú eszközök közvetlen vezérlése biztonsági kockázatot jelenthet vagy csökkentheti a hatékonyságot. A vezérlőoldal és a tápoldal leválasztásával a relék megvédik az érzékeny alacsony fogyasztású áramköröket a feszültségcsúcsoktól, túlfeszültségektől és egyéb potenciálisan káros elektromos feszültségektől. A biztonságon túl a relék lehetővé teszik az automatizálást, lehetővé téve a vezérlők, mikrovezérlők és érzékelők számára, hogy megbízhatóan működtessék a nehéz terheléseket, például motorokat, világítási rendszereket, HVAC-egységeket és ipari gépeket.
A relé funkciói
A relé egy olyan kapcsolótípus, amely áramot használ más elektromos áramkörök vezérlésére. A relé belsejében van egy huzaltekercs. Amikor az áram átfolyik a tekercsen, mágneses teret hoz létre. Ez a mágneses mező egy kis fémdarabot, az úgynevezett armatúrát húzza, amely mozgatja és megváltoztatja az érintkezők helyzetét. Az érintkezők vagy zárva vannak, hogy az elektromosság áthaladjon, vagy kinyílnak, hogy megállítsák az áramlást.
A folyamat lépésekben működik:
• A tekercs áramot kap - mágneses mező alakul ki.
• Az armatúra mozog - az érintkezők be- vagy kikapcsolnak.
• A tekercs kikapcsol - egy rugó visszamozgatja az armatúrát a kiindulási helyzetébe.
A relé alkatrészei
A relé egy elektromos kapcsoló, amely elektromágnest használ a működéshez. A fő induktív rész a Coil & Core, amely mágneses erőt generál, amikor egy elektromos áram mágneses teret hoz létre. Ezt a szerelvényt gyakran a ház védi.
A mechanikus kapcsolómechanizmus magában foglalja az armatúrát, amely a mágneses erőre reagálva mozog, és mechanikai előfeszítést biztosít a működéshez. A rugó azon dolgozik, hogy visszaállítsa az armatúra eredeti helyzetét, amikor a mágneses teret eltávolítják; Ez a rugó gyakran ezüstötvözetből készül a vezetőképesség érdekében.
Az elektromos kapcsolási művelet az érintkezőknél történik: a mozgó érintkezőt az armatúra fizikailag mozgatja az áramkörök csatlakoztatásához vagy leválasztásához, míg a rögzített érintkezők (NO/NC) a relé alaphelyzetben nyitott (NO) vagy alaphelyzetben zárt (NC) állapotát képviselik, meghatározva az áramkör alapértelmezett csatlakozását.
Relé tekercs specifikációk
| Paraméter | Mit jelent? | Példa (5 V-os relé) |
|---|---|---|
| Tekercs ellenállás | A tekercs ellenállása, a feszültség és az áram hányadosaként számítva. | R = 5V ÷ 0,07A = 71Ω |
| Tekercs teljesítmény | A tekercs által felhasznált elektromos teljesítmény mennyisége, a feszültség és az áram szorzataként számítva. | P = 5V × 0,07A = 0,35W |
| Behúzási feszültség | Az a feszültség, amelynél a relé bekapcsolni kezd. Általában a névleges feszültség 75–80% -a körül. | 3,8–4 V |
| Kiesési feszültség | Az a feszültség, amely alatt a relé kikapcsol. Általában a névleges feszültség 10–30% -a körül. | 1–1,5 V |
Relé érintkező kapcsolás
AC kapcsolás
A váltakozó áramú terhelések kapcsolásakor az áram természetesen áthalad a nullán a váltakozó áram minden ciklusában. Ez segít megállítani az érintkezők kinyitásakor kialakuló elektromos íveket, így a váltakozó áramú kapcsolás könnyebbé válik, és kevésbé károsítja a relé érintkezőit.
DC kapcsolás
Az egyenáram állandó és nem halad át a nullán. Ez valószínűbbé teszi, hogy ív alakul ki, amikor az érintkezők kinyílnak. Ezek az ívek károsíthatják vagy hegeszthetik az érintkezőket, ezért különös gondossággal kell eljárni egyenáramú relék használatakor.
Módszerek az ívképződés megelőzésére
• Flyback diódák: Általában egyenáramú terhelésekhez használják az áram biztonságos átirányítására.
• RC snubbers: AC és DC egyaránt használható a feszültségcsúcsok korlátozására.
• Fém-oxid varisztorok (MOV): Elnyomja a nagyfeszültségű tranzienseket és védi az érintkezőket.
Általános relétípusok és alkalmazásaik
| Relé típusa | Előnyök | Tipikus alkalmazások |
|---|---|---|
| Elektromechanikus relé (EMR) | Költséghatékony, egyértelmű elektromos leválasztást biztosít a vezérlő- és terhelési áramkörök között | Ipari vezérlőkben, háztartási gépekben és autóipari rendszerekben használják |
| Reed relé | Gyors kapcsolási sebesség, kompakt méret, zárt védelem és alkalmas alacsony áramú jelekhez | Általánosan használják kommunikációs eszközökben, tesztműszerekben és jelelvezető rendszerekben |
| Szilárdtest relé (SSR) | Nincsenek mozgó alkatrészek, csendes működés, nagy kapcsolási sebesség és hosszú élettartam | A legjobb automatizáláshoz, fűtési rendszerekhez és gyakori kapcsolást igénylő alkalmazásokhoz |
| Reteszelő relé | Az áramellátás kikapcsolása után is megtartja pozícióját, energiatakarékos | Memóriaáramkörökben, akkumulátoros rendszerekben és távirányító eszközökben használják |
Melyik a jobb?
Mindegyik relétípus a legalkalmasabb az adott helyzetre, az áramkör követelményeitől függően. Az elektromechanikus relék egyszerűek és megfizethetőek, így számos alapvető vezérlőrendszerhez hasznosak. A Reed relék jobbak, ha gyors reagálásra és alacsony áramerősségű működésre van szükség, mivel gyorsan kapcsolnak és a védelem érdekében tömítettek.
A szilárdtest relék csendes és hatékony teljesítményükről ismertek, mivel nincsenek mozgó alkatrészeik, így alkalmasak olyan áramkörökhöz, amelyek gyakori kapcsolást igényelnek. A reteszelő relék segítenek energiát megtakarítani, mivel folyamatos áramellátás nélkül is egy helyzetben tudnak maradni.
Reléhibák és megoldásaik
| Gyakori hiba | A probléma oka | Javítás / Megelőző intézkedés |
|---|---|---|
| Kontakt lyukozás vagy hegesztés | Akkor fordul elő, ha a túlzott áram vagy az ív károsítja a relé érintkezőit | Használjon a megfelelő terhelésre méretezett érintkezőket, és tartalmazzon ívszűrő eszközöket, például snubber áramköröket |
| Tekercs kiégés | Akkor fordul elő, ha a tekercs nagyobb feszültségnek vagy folyamatos túláramnak van kitéve | Működtesse a névleges tekercs feszültségén belül, és használjon védőelemeket a túlfeszültség korlátozására |
| Lépjen kapcsolatba a Bounce vagy a Chatter | Rezgés, rossz szerelés vagy gyenge tekercs mágneses erő eredménye | Biztosítsa a relé szilárd rögzítését, a tekercs megfelelő meghajtófeszültségét és a relé minőségi kialakítását |
| Oxidáció vagy korrózió | Nedvesség, por vagy zord környezetnek való kitettség okozza | Használjon tömített reléket vagy aranyozott érintkezőkkel ellátott reléket az alacsony áramú jelekhez |
A relék különböző alkalmazásai
• Fényszórók és ködlámpák
• Indítómotor vezérlés
• Motorindítók
• Szállítószalag vezérlés
• Intelligens világításvezérlés
• Készülék kapcsolás
• Túláram elleni védelem
• Földzárlat elleni védelem
• Vonalváltás
• Jel továbbítás
• Hangszóróvédő áramkörök
• Hűtőszekrények (kompresszor relé)
•Mosógépek
Következtetés
A relék alapvető fontosságúak az elektromos áramkörök biztonságos és megbízható vezérléséhez. A jelek elkülönítésére, a különböző terhelések kezelésére és az automatizálás támogatására való képességük számos rendszerben hasznossá teszi őket. Helyes kiválasztással, megfelelő vezetékezéssel és helyes tervezési gyakorlattal a relék hosszú élettartamot és stabil teljesítményt kínálnak. Működésük és specifikációik megértése szükséges a biztonságos és hatékony áramkörök kiépítéséhez.
Gyakran ismételt kérdések [GYIK]
1. kérdés. Mi az a relé érintkező anyaga?
Ez a relé érintkezőin használt fém, például ezüst, arany vagy volfrám. Befolyásolja a vezetőképességet, az ívképződéssel szembeni ellenállást és az érintkezési élettartamot.
2. negyedév. Mi az a relé hiszterézis?
Ez a különbség a relét bekapcsoló feszültség (behúzás) és a feszültség között, amely kikapcsolja (kiesés). Megakadályozza a csacsogást.
3. negyedév. Egy relé kapcsolhatja az AC és DC terheléseket is?
Igen, de az AC és DC névleges értékek eltérőek. Az egyenáramú terheléseket nehezebb kapcsolni, és alacsonyabb feszültség- és áramhatárokat igényelnek.
4. negyedév. Miért érdemes relé aljzatot használni?
Lehetővé teszi a relé egyszerű cseréjét, megvédi a relé érintkezőit a sérülésektől és javítja a vezetékek biztonságát.
5. kérdés. Mit jelent az SPDT vagy a DPDT a relékben?
Ezek a kapcsolattartók konfigurációját írják le. Az SPDT egy áramkört vezérel két kimenettel. A DPDT egyszerre két különálló áramkört vezérel.
6. kérdés. Mi a különbség a NO és az NC érintkezők között?
A NO (alaphelyzetben nyitott) érintkezők bezáródnak, amikor a relé áram alatt van. Az NC (normál zárt) érintkezők kinyílnak, amikor a relé áram alatt van.