Co to jest przekaźnik elektromagnetyczny, ich typy i zasada działania

Procesy przełączania mają fundamentalne znaczenie dla wszystkich systemów sterowania automatycznego. Najbardziej rozpowszechnionymi elementami przełączającymi są elektromagnetyczne przekaźniki pośrednie.

Pomimo dużej liczby różnych urządzeń półprzewodnikowych przekaźniki elektromagnetyczne są nadal stosowane we wszelkiego rodzaju urządzeniach przemysłowych i sprzęcie gospodarstwa domowego. Popularność przekaźników wynika z ich niezawodności i wysokiej wydajności, która jest bezpośrednio związana z charakterystyką styków metalowych.

Co to są przekaźniki i gdzie się je stosuje?

Przekaźnik elektromagnetyczny jest precyzyjnym i niezawodnym urządzeniem przełączającym działającym w oparciu o pole elektromagnetyczne. Ma prostą budowę, którą reprezentują następujące elementy:

• cewka;
• armatura;
• kontakty stałe.

Cewka elektromagnetyczna jest przymocowana do podstawy i ma wewnątrz rdzeń ferromagnetyczny, a sprężynujący twornik jest przymocowany do jarzma, aby powrócić do normalnej pozycji po wyłączeniu przekaźnika.

Mówiąc prościej, przekaźnik umożliwia otwieranie i zamykanie obwodu elektrycznego zgodnie z otrzymywanymi poleceniami.

Przekaźnik elektromagnetyczny charakteryzuje się wysoką niezawodnością działania i dlatego jest stosowany w różnych urządzeniach i sprzęcie przemysłowym oraz domowym.

Główne typy i charakterystyki techniczne przekaźników elektromagnetycznych

Rozróżnia się następujące typy:

1. Przekaźniki prądowe - na zasadzie działania, nie różni się praktycznie od przekaźnik napięciowy. Jedyna zasadnicza różnica polega na konstrukcji cewki. W przypadku przekaźnika prądowego cewka jest nawinięta drutem o dużym przekroju i zawiera niewielką liczbę zwojów, dzięki czemu ma minimalną rezystancję. Przekaźnik prądowy może być podłączony za pośrednictwem transformatora lub bezpośrednio do sieci zasilającej. W każdym przypadku prawidłowo monitoruje on natężenie prądu w kontrolowanej sieci i na tej podstawie można przeprowadzać wszystkie procesy łączeniowe.
2. przekaźniki czasowe (timery) - zapewnia opóźnienie czasowe w sieciach sterowania, które w niektórych przypadkach jest niezbędne do przełączania urządzeń zgodnie z określonym algorytmem. Takie przekaźniki mają rozszerzony zakres nastaw, co zapewnia wysoką dokładność ich działania. Dla każdego czasomierza obowiązują określone wymagania. Na przykład niskie zużycie energii, małe rozmiary, wysoka dokładność, mocne styki itp. Warto zauważyć, że dla przekaźniki czasoweSiłowniki nie podlegają żadnym dodatkowym wymaganiom. Najważniejsze jest to, że muszą one być wytrzymałe i niezawodne, ponieważ przez cały czas poddawane są dużym obciążeniom.

Każdy typ przekaźnika elektromagnetycznego ma swoje specyficzne parametry. Dobierając niezbędne elementy, warto zwrócić uwagę na skład i właściwości par styków oraz zdecydować o funkcji zasilania. Następnym krokiem jest zbadanie ich podstawowych cech:

• Napięcie lub prąd zadziałania to minimalna wartość prądu lub napięcia, przy której następuje przełączenie par styków przekaźnika elektromagnetycznego.
• Napięcie lub prąd zwolnienia to maksymalna wartość, która steruje skokiem twornika.
• Czułość to minimalna wartość mocy wymagana do aktywacji przekaźnika.
• Odporność na zwijanie.
• Napięcie robocze i natężenie prądu to wartości tych parametrów wymagane do optymalnego działania przekaźnika elektromagnetycznego.
• Czas zadziałania to okres czasu od chwili załączenia styków przekaźnika do chwili, gdy przekaźnik znajdzie się pod napięciem.
• Czas zwolnienia to okres czasu, po którym twornik przekaźnika elektromagnetycznego powróci do pozycji wyjściowej.
• Częstotliwość przełączania to liczba pobudzeń cewki w danym przedziale czasu.

Kontaktowe i bezkontaktowe

Wszystkie przekaźniki elektromagnetyczne dzieli się na dwa typy ze względu na ich elementy wykonawcze:

1. Kontakt - posiadają grupę styków elektrycznych, które umożliwiają funkcjonowanie elementu w sieci zasilającej. Przełącza się je, zamykając lub otwierając. Są to przekaźniki uniwersalne, stosowane w prawie wszystkich typach zautomatyzowanych sieci elektrycznych.
2. Bezkontaktowa - Ich główną cechą jest brak stykowych elementów uruchamiających. Proces przełączania jest realizowany przez regulację napięcia, rezystancji, pojemności i indukcyjności.

Według obszaru zastosowania

Klasyfikacja przekaźników elektromagnetycznych w zależności od ich zastosowania

• obwody sterowania;
• sygnalizacja;
• Zautomatyzowane systemy ochrony przed zagrożeniami (SAZ, ESD).

Według siły sygnału sterującego

Wszystkie typy przekaźników elektromagnetycznych mają określony próg czułości i dlatego są podzielone na trzy grupy:

1. przekaźniki małej mocy (mniej niż 1 W);
2. średniej mocy (do 9 W);
3. dużej mocy (ponad 10 W).

Według prędkości sterowania

Wszystkie przekaźniki elektromagnetyczne charakteryzują się szybkością sygnału sterującego i dlatego dzieli się je na:

• regulowane;
• wolne sztafety;
• wolno reaguje;
• wolne; szybkie; bezinercyjne.

W zależności od rodzaju napięcia sterującego

Przekaźniki są podzielone na następujące kategorie:

1. DC (DC);
2. AC (AC).

Uwaga! Cewka przekaźnika może być zaprojektowana do pracy przy napięciu 24 V, ale styki przekaźnika mogą pracować przy napięciu do 220 V. Informacja ta jest podana na korpusie przekaźnika.

Na poniższym zdjęciu widać, że cewka wskazuje napięcie robocze 24 VDC.

Pod względem stopnia ochrony

Wszystkie przekaźniki elektromagnetyczne należą do następujących typów

• otwarty; - osłonięty;
• spowity;
• zapieczętowane.

Typy grup kontaktowych

Przekaźniki elektromagnetyczne mają różne konfiguracje i konstrukcje grup styków. Wymieńmy najczęstsze rodzaje:

1. Normalnie otwarty (Normalnie otwarty - NO lub Normalnie otwarty - NO) - ich główną cechą jest to, że pary styków są stale otwarte i działają tylko wtedy, gdy do cewki elektromagnetycznej przyłożone jest napięcie. W rezultacie obwód elektryczny zostaje zamknięty, a przewodniki zaczynają działać zgodnie z wcześniej ustalonymi algorytmami.
2. Normalnie zamknięty (Normalnie zamknięta - NC lub Normalnie zamknięta - NCStyki są stale zamknięte i otwierają się, gdy cewka jest pod napięciem.
3. Styki przełączne są połączeniem styków normalnie zamkniętych i otwartych. Istnieją trzy styki: wspólny, zwykle oznaczany jako COM, zwarty do wspólnego i otwarty do wspólnego. Gdy do cewki zostanie przyłożone napięcie, styk rozwierny otwiera się, a styk zwierny zamyka.

Modele przekaźników elektromagnetycznych, które mają więcej niż jedną grupę styków, umożliwiają realizację procesów łączeniowych w wielu zautomatyzowanych sieciach.

Uwaga! Niektóre typy przekaźników są wyposażone w ręczny przełącznik stykowy. Może to być przydatne podczas konfigurowania obwodu. Podana jest również informacja o zasilaniu cewki przekaźnika.

Schemat połączeń przekaźników

Na obudowie każdego urządzenia producent umieszcza schemat połączeń przekaźnika elektromagnetycznego z siecią zasilającą. Na stronie schemat obwodu cewka przekaźnika jest narysowana jako prostokąt i oznaczona literą "К" oraz indeks numeryczny, np. K3. Pary styków, które nie są obciążone, są oznaczone literą "К" K3.2 oznacza zestyk nr 2, przekaźnik K3. Kod jest interpretowany w następujący sposób: pierwsza cyfra oznacza numer indeksu przekaźnika elektromagnetycznego na schemacie, druga cyfra oznacza indeks par styków w przekaźniku.

Poniżej przedstawiono przykładowy schemat obwodu sterującego pneumatycznym zaworem elektromagnetycznym za pomocą zestyku zwiernego przekaźnika K1. Gdy S1 jest zamknięty, przekaźnik jest zasilany, a styki zwierne 13 i 14 są zwarte i napięcie jest podawane na cewkę Y1.

Pary styków, które znajdują się w pobliżu cewki elektromagnetycznej, są zaznaczone linią przerywaną. Na schemacie elektrycznym przekaźnika muszą być pokazane wszystkie parametry par styków i określony maksymalny dopuszczalny prąd przełączania styków. Na cewce przekaźnika producent umieszcza informacje o rodzaju prądu i napięciu roboczym.

Należy zauważyć, że schemat połączeń przekaźnika elektromagnetycznego jest wykonywany dla każdego typu elementu indywidualnie, zgodnie z osobliwościami jego działania w zautomatyzowanej sieci. Do poprawnej pracy niektóre typy przekaźników wymagają regulacji, podczas której ustawiane są optymalne parametry pracy przekaźnika: opóźnienie zadziałania, prąd zadziałania, kasowanie itp.

Powiązane artykuły: