Het is al lang bekend dat de meeste hoogwaardige industriële toepassingen relais hebben om efficiënt te werken. Relais zijn eenvoudige schakelaars die zowel elektrisch als mechanisch werken. Ze bestaan uit een set contacten en een elektromagneet, waardoor het schakelmechanisme wordt uitgevoerd. Er zijn andere werkingsprincipes die verschillen afhankelijk van hun toepassing. Welke soorten relais zijn er?
Waarom is het zo effectief?
De hoofdwerking van het relais vindt plaats op plaatsen waar alleen een zwakstroomsignaal kan worden toegepast. Dit apparaat wordt ook gebruikt op plaatsen waar meerdere circuits moeten worden aangestuurd door een enkel signaal. Het gebruik ervan begon tijdens de uitvinding van telefoons, die een belangrijke rol speelden bij het doorschakelen van gesprekken op telefooncentrales. Ze werden ook gebruikt om telegrammen over lange afstanden te verzenden.
Na de uitvinding van computers hielpen ze bij het uitvoeren van verschillende logische bewerkingen met behulp van signalen.
Ontwerp
Het relais heeft vier hoofdonderdelen:
- ijzeren kern;
- beweegbare armatuur;
- stuurspoel;
- gemeenschappelijke aardingsschakelaar.
De afbeelding hierboven toont het ontwerp van het relais.
Dit is een elektromagnetisch relais met een draadspoel omgeven door een ijzeren kern. Zowel voor het beweegbare anker (anker) als voor de schakelcontacten is een pad voorzien met een zeer lage magnetische fluxweerstand. Het beweegbare anker is verbonden met een juk, dat mechanisch is verbonden met de schakelcontacten. Deze onderdelen worden stevig vastgehouden door een veer. Het creëert een luchtspleet in het circuit wanneer het relais spanningsloos is.
Werkingsprincipe
De functie kan beter worden begrepen door het volgende diagram hierboven te bekijken.
Het diagram toont de relaiselementen en hoe ze worden gebruikt. De ijzeren kern is omgeven door een stuurspoel. Zoals weergegeven, wordt de stroom aan de elektromagneet geleverd via de bedieningsschakelaar en via de contacten. Wanneer de stroom door de stuurspoel begint te vloeien, wordt de elektromagneet opgeladen, waardoor het magnetische veld kan worden versterkt.
Zo begint de bovenste contactarm aangetrokken te worden door de onderste vaste beugel, waardoor er kortsluiting ontstaat. Aan de andere kant, als het relais al spanningsloos was toen de contacten werden gesloten, dan bewegen ze in de tegenovergestelde richting en voltooien ze het circuit.
Zodra de spoelstroom wordt afgesneden, zal het beweegbare ankerkrachtig terug naar zijn oorspronkelijke positie. Dit vermogen zal bijna gelijk zijn aan de helft van de magnetische kracht. Dit is het belangrijkste doel en het principe van de werking van het relais.
In het relais zijn de soorten bewerkingen verdeeld in twee hoofdtypen. Een daarvan is het gebruik van laagspanning. Voor de toepassing van laagspanningsbewerkingen zal de voorkeur worden gegeven aan het verminderen van de ruis van de gehele schakeling. En voor hoogspanningsoperaties moet het geluid worden verminderd door vonken.
Geschiedenis van het verschijnen van de eerste relais
In 1833 ontwikkelden Carl Friedrich Gauss en Wilhelm Weber het elektromagnetische relais. Maar de Amerikaanse wetenschapper Joseph Henry beweerde vaak dat hij het relais in 1835 had uitgevonden om zijn versie van de elektrische telegraaf, die eerder in 1831 was ontwikkeld, te verbeteren.
Er wordt beweerd dat de Engelse uitvinder Edward Davy "zeker het elektrische relais heeft uitgevonden" in zijn elektrische telegraaf rond 1835.
Ook een eenvoudig apparaat dat nu een relais wordt genoemd, was opgenomen in het oorspronkelijke telegraafpatent van Samuel Morse uit 1840.
Het beschreven mechanisme werkte als een digitale versterker, die het telegraafsignaal herhaalde, waardoor de signalen zo ver konden reizen als nodig was. Het woord verschijnt sinds 1860 in de context van elektromagnetische operaties. Wat zijn de soorten elektromechanische relais?
Coaxiaal relais
Vaak wordt een coaxiaal relais gebruikt als een TR-repeater (zend-ontvangst) die schakeltantenne van ontvanger naar zender. Dit beschermt het apparaat tegen hoog vermogen.
Het wordt vaak gebruikt in transceivers die een zender en ontvanger in één apparaat combineren. De pinnen zijn ontworpen om geen RF-vermogen terug te reflecteren naar de bron, maar om een zeer hoge isolatie tussen de zender- en ontvangerterminals te bieden. De karakteristieke impedantie van het relais is afgestemd op de transmissielijn van de systeemimpedantie, bijvoorbeeld 50 ohm.
Relaisspanning 220V voor thuis
Relais voor thuis worden het vaakst gebruikt. Het is noodzakelijk om alle aangesloten apparaten te beveiligen. Het verhogen of verlagen van de spanning van het ingangsnetwerk kan de werking van de apparaten nadelig beïnvloeden. Dit beveiligingsmechanisme detecteert deze pieken en voorkomt toegang tot het netwerk.
Het werkingsprincipe van dit relais is gebaseerd op spanningsmeting. Als het de toegestane snelheid overschrijdt of verlaagt, sluiten de relaiscontacten voor een bepaalde tijd, waarna ze weer openen. Maar relais hebben verschillende typen.
Power contacten relais
Dit relais heeft contacten die mechanisch met elkaar verbonden zijn (Mechanisch Relais), dus wanneer de spoel bekrachtigd of ontkrachtigd is, bewegen alle verbindingen samen. Als een set contacten stilstaat, kunnen andere contacten niet bewegen. De functie van de vermogenscontacten is om het veiligheidscircuit de status te laten controleren.
Gedwongen bediende contacten zijn ook bekend als positiefcontrole", "vaste contacten", "vergrendelde contacten", "mechanisch gekoppelde contacten" of "veiligheidsrelais". Deze veiligheidsrelais moeten voldoen aan de ontwerp- en constructieregels die zijn vastgelegd in één belangrijke machinenorm, EN 50205, relais met geforceerde (mechanisch gekoppelde) contacten.
Deze veiligheidsontwerpregels zijn gedefinieerd in EN 13849-2 "Relaisclassificatie" als "Basic Safety Principles" en "Tested Safety Principles" die van toepassing zijn op alle apparaten. Geforceerde contactrelais zijn verkrijgbaar met verschillende sets hoofdcontacten - NO, NC of "Changeover".
Gebruik voor logistiek van werktuigmachines
De relaismachine is gestandaardiseerd voor industriële besturing. Ze beschikken over een groot aantal contacten (soms uitbreidbaar in het veld) die gemakkelijk kunnen worden geconverteerd van normaal open naar normaal gesloten, gemakkelijk vervangbare spoelen en een vormfactor waarmee meerdere relais compact op een bedieningspaneel kunnen worden gemonteerd. Terwijl dergelijke panelen ooit de ruggengraat waren van de automatisering in industrieën zoals de automobielassemblage, heeft de programmeerbare logische controller (PLC) relaisbewerkingsmachines grotendeels verdrongen van seriële besturingstoepassingen. In een relais zijn machinetypes erg belangrijk.
Hiermee kunt u circuits schakelen met elektrische apparatuur. Een timercircuit kan bijvoorbeeld de stroom omschakelen naar:specifieke tijd. Relais zijn al jaren de standaardmethode voor het aansturen van industriële elektronische systemen. Meerdere apparaten kunnen samen worden gebruikt om complexe functies uit te voeren (relaislogistiek). Het principe van relaislogistiek is gebaseerd op mechanismen die de bijbehorende contacten activeren en deactiveren.
Motorbeveiliging
Elektrische motoren hebben bescherming nodig tegen overbelasting van het vermogen, anders kunnen hun wikkelingen gaan smelten, waardoor brand kan ontstaan. Overbelastingsgevoelige apparaten zijn thermische relais waarin een spoel een bimetalen strip verwarmt of in soldeer smelt om de hulpcontacten te bedienen. Deze hulpcontacten staan in serie met de spoel van de motorcontactor, dus ze schakelen de motor uit wanneer deze oververhit raakt.
Deze thermische beveiliging werkt relatief langzaam, waardoor de motor hogere startstromen kan trekken voordat de beveiligingsfunctie in werking treedt. Bij blootstelling aan dezelfde omgevingstemperatuur als de motor wordt een nuttige, zij het grove, motortemperatuurcompensatie geboden.
Een ander algemeen overbelastingsbeveiligingssysteem maakt gebruik van een elektromagnetische spoel die in serie is gebouwd met het motorcircuit. Dit is vergelijkbaar met een stuurrelais, maar vereist een vrij hoge foutstroom om de contacten aan te drijven. Ter voorkoming van kortsluiting door stroompieken. Ankerbeweging wordt gedempt door het instrumentenpaneel.
Detectiethermische en magnetische overbelasting worden vaak samen gebruikt in motorbeveiligingsrelais. De elektronische overbelastingsrelais meten de motorstroom en kunnen de wikkelingstemperatuur schatten met behulp van een "thermisch model" van het armatuursysteem, dat kan worden afgesteld om een nauwkeurigere bescherming te bieden.
Sommige motorbeveiligingsmechanismen bevatten temperatuursensoringangen voor directe meting van een thermometer die in de wikkeling is ingebouwd.
Wat u moet weten bij het kiezen van een relais?
Houd rekening met een aantal factoren bij het kiezen van een bepaald relais
- Bescherming - let op verschillende beschermingsmiddelen, bijvoorbeeld tegen het aanraken van de spoel. Het helpt vonken in circuits met inductoren te verminderen. Het helpt ook om de overspanning te verminderen die wordt veroorzaakt door veranderende signalen.
- Zoek naar een standaard relais met alle officiële goedkeuringen.
- Schakeltijd - u kunt de hogesnelheidsversie gebruiken.
- Ratings - huidige classificaties variëren van een paar ampère tot 3000 ampère. Bij nominale spanningen variëren ze van 300 W AC tot 600 W AC. Er is ook een hoogspanningsversie (ongeveer 15.000 volt).
- Type contact - NC, NO of gesloten contact.
- Afhankelijk van je doelen, kun je het type ketting kiezen: "Make to Break" of "Break to Smart Contact".
- Let op de isolatie tussen het spoelcircuit en de contacten.
Ook een 220V-spanningsrelais voor thuis, dus u moet de werkschema's en verbindingstypes bestuderen.
