Παραδείγματα εφαρμογής συσκευής και αναμετάδοσης, πώς να επιλέξετε και να συνδέσετε σωστά ένα ρελέ

Η εναλλαγή ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί τη συσκευή στο δίκτυο. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε αποσυνδέσεις, διακόπτες, διακόπτες κυκλώματος, ρελέ, διακόπτες, εκκινητήρες. Τα τελευταία τρία (ρελέ, επαφές και μαγνητικοί εκκινητήρες) έχουν παρόμοια δομή, αλλά έχουν σχεδιαστεί για διαφορετικές ικανότητες φορτίου. Πρόκειται για ηλεκτρομηχανικές διατάξεις μεταγωγής. Οι αρχάριοι συχνά έχουν ερωτήσεις όπως:

• "Γιατί το ρελέ έχει τόσες επαφές;";

• "Πώς να αντικαταστήσετε το ρελέ αν δεν υπάρχει παρόμοια διάταξη καρφιτσών;";

• "Πώς να επιλέξετε ένα ρελέ;".

Θα προσπαθήσω να απαντήσω σε όλα αυτά τα ερωτήματα στο άρθρο.

Τι είναι το ρελέ;

Για να ενεργοποιήσετε το φορτίο, πρέπει να εφαρμόσετε τάση στα συμπεράσματά του, μπορεί να είναι σταθερή και μεταβλητή, με διαφορετικό αριθμό φάσεων και πόλων.

Η τάση μπορεί να εφαρμοστεί με διάφορους τρόπους:

• Σύνδεση σύνδεσης (βάλτε το βύσμα σε μια πρίζα ή βάλτε το στην πρίζα).

• Αποζεύκτης (πώς ενεργοποιείτε το φως στο δωμάτιο, για παράδειγμα);

• Μέσω ρελέ, επαφέα, μίζας ή συσκευής μεταγωγής ημιαγωγού.

Οι δύο πρώτες μέθοδοι περιορίζονται τόσο από τη μέγιστη ισχύ μεταγωγής όσο και από τη θέση του σημείου σύνδεσης. Αυτό είναι βολικό εάν ενεργοποιείτε ταυτόχρονα το φως ή τη συσκευή με διακόπτη ή αυτόματο κιβώτιο και βρίσκονται το ένα δίπλα στο άλλο.

Για παράδειγμα, θα δώσω μια κατάσταση, για παράδειγμα δεξαμενή νερού (λέβητα) - αυτό είναι ένα αρκετά ισχυρό φορτίο (1-3 kW ή περισσότερο). Η ηλεκτρική τροφοδοσία στο διάδρομο και στον ηλεκτρικό πίνακα έχετε την αυτόματη ενεργοποίηση του λέβητα, τότε πρέπει να επεκτείνετε ένα καλώδιο με διατομή 2,5 τετραγωνικών μέτρων. mm 3-5 μέτρα. Και αν πρέπει να συμπεριλάβετε ένα τέτοιο φορτίο σε μεγάλη απόσταση;

Για το τηλεχειριστήριο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ίδιο αποζεύκτη, αλλά όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του καλωδίου, πράγμα που σημαίνει ότι θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε καλώδια με μεγάλη διατομή και αυτό είναι δαπανηρό. Ναι, και αν το καλώδιο σπάσει, είναι αδύνατο να ενεργοποιήσετε τη συσκευή απευθείας στο σημείο.

Για να γίνει αυτό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα ρελέ που είναι εγκατεστημένο απευθείας κοντά στο φορτίο και να το ενεργοποιήσετε εξ αποστάσεως. Αυτό δεν απαιτεί ένα παχύ καλώδιο, επειδή το σήμα ελέγχου είναι συνήθως από μονάδες σε δεκάδες watt, ενώ ένα φορτίο αρκετών κιλοβάτ μπορεί να ενεργοποιηθεί.

Διακόπτες και αποζεύκτες - που χρειάζονται για να ενεργοποιήσετε το φορτίο με το χέρι, για να το ελέγξετε αυτόματα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε ρελέ ή συσκευές ημιαγωγών.

Σχήματα του ρελέ:

• Προγράμματα προστασίας για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις. Για την αυτόματη εισαγωγή ενέργειας προστασίας από χαμηλές και υψηλές τάσεις, τα ρελέ ρεύματος - για την ενεργοποίηση των προστατεύσεων ρεύματος, επιτρέποντας την εκκίνηση ηλεκτρικών μηχανημάτων κ.λπ.

• Αυτοματισμοί

• Συσκευές και αυτοματισμοί.

• Συστήματα ασφαλείας.

• Για απομακρυσμένη ενσωμάτωση.

Πώς λειτουργεί ο ηλεκτρονόμος;

Ένας ηλεκτρομαγνητικός ηλεκτρονόμος αποτελείται από ένα πηνίο, ένα οπλισμό και ένα σύνολο επαφών. Το σύνολο επαφών μπορεί να είναι διαφορετικό, για παράδειγμα:

• Ρελέ με ένα ζεύγος επαφών.

• Με δύο ζεύγη επαφών (κανονικά κλειστά - NC και κανονικά ανοικτά - ΟΧΙ).

• Με πολλές ομάδες (για τον έλεγχο του φορτίου σε ανεξάρτητα μεταξύ τους κυκλώματα).

Το πηνίο μπορεί να σχεδιαστεί για διαφορετικές τιμές άμεσου και εναλλασσόμενου ρεύματος, μπορείτε να επιλέξετε για το κύκλωμά σας έτσι ώστε να μην χρησιμοποιήσετε μια πρόσθετη πηγή για τον έλεγχο του πηνίου. Οι επαφές μπορούν να αλλάξουν τόσο το άμεσο όσο και το εναλλασσόμενο ρεύμα, το ρεύμα και η τάση συνήθως υποδεικνύονται στο κάλυμμα του ρελέ.

Η ισχύς φορτίου εξαρτάται από την ικανότητα μεταγωγής της συσκευής λόγω του σχεδιασμού της, ενώ σε ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά συστήματα διακοπτών υπάρχει ένας θάλαμος τόξου για τον έλεγχο ενός ισχυρού φορτίου αντίστασης και επαγωγής, για παράδειγμα ενός ηλεκτροκινητήρα.

Ο ηλεκτρονόμος βασίζεται στο μαγνητικό πεδίο. Όταν ένα ρεύμα τροφοδοτείται στο πηνίο, οι γραμμές ισχύος του μαγνητικού πεδίου διαπερνούν τον πυρήνα του. Η άγκυρα είναι κατασκευασμένη από υλικό που μαγνητίζεται και έλκεται από τον πυρήνα του πηνίου. Η επαφή με χαλκό πλαστικό και εύκαμπτο ματιών (καλώδιο) μπορεί να τοποθετηθεί στην άγκυρα, τότε η άγκυρα ενεργοποιείται και η τάση εφαρμόζεται στην σταθερή επαφή μέσω λεωφορείων χαλκού.

Η τάση συνδέεται με το πηνίο, το μαγνητικό πεδίο προσελκύει το οπλισμό, κλείνει ή ανοίγει τις επαφές. Όταν η τάση εξαφανιστεί, το οπλισμό επιστρέφει στο φυσιολογικό με ένα ελατήριο επιστροφής.

Μπορεί να υπάρχουν άλλα σχέδια, για παράδειγμα, όταν η άγκυρα ωθεί μια κινητή επαφή και αλλάζει από κανονική σε ενεργή, αυτό φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Κάτω γραμμή: Το ρελέ επιτρέπει σε ένα μικρό ρεύμα μέσω του πηνίου να ελέγχει ένα μεγάλο ρεύμα μέσω των επαφών. Το μέγεθος της τάσης ελέγχου και της μεταγωγής (μέσω επαφών) μπορεί να είναι διαφορετικό και δεν εξαρτάται το ένα από το άλλο. Με αυτό τον τρόπο έχουμε γαλβανικά απομονωμένο έλεγχο φορτίου. Αυτό δίνει ένα σημαντικό πλεονέκτημα έναντι των ημιαγωγών. Το γεγονός είναι ότι το ίδιο το τρανζίστορ ή το θυρίστορ δεν είναι γαλβανικά απομονωμένο, επιπλέον συνδέεται άμεσα.

Τα ρεύματα βάσης αποτελούν μέρος του ρεύματος που μεταβαίνει μέσω ενός κυκλώματος εκπομπής-συλλέκτη, σε ένα θυρίστορ, καταρχήν, η κατάσταση είναι παρόμοια. Εάν η σύνδεση PN έχει καταστραφεί, η τάση του κυκλώματος μεταγωγής μπορεί να μεταβεί στο κύκλωμα ελέγχου, εάν είναι ένα κουμπί, τότε είναι εντάξει και εάν πρόκειται για μικροκυκλώνα ή μικροελεγκτή - κατά πάσα πιθανότητα θα αποτύχουν, επομένως η πρόσθετη γαλβανική απομόνωση πραγματοποιείται μέσω ενός οπτικού συζεύκτη ή ενός μετασχηματιστή. Και οι περισσότερες λεπτομέρειες - τόσο λιγότερη αξιοπιστία.

Ρελέ Οφέλη:

• απλότητα σχεδιασμού.

• διατηρησιμότητας. μπορείτε να ελέγξετε τα περισσότερα ρελέ, για παράδειγμα, καθαρίστε τις επαφές από αιθάλη και θα λειτουργήσει ξανά και με κάποια επιδεξιότητα, μπορείτε να αντικαταστήσετε το πηνίο ή να συγκολλήσετε τα συμπεράσματά του αν βγει από τις εξερχόμενες επαφές.

• Πλήρης γαλβανική απομόνωση του κυκλώματος ισχύος και του κυκλώματος ελέγχου.

• χαμηλή αντίσταση επαφής.

Όσο χαμηλότερη είναι η αντίσταση των επαφών, τόσο λιγότερη τάση χάνεται πάνω τους και λιγότερη θέρμανση. Τα ηλεκτρονικά ρελέ παράγουν θερμότητα, λίγο χαμηλότερα θα μιλήσω σύντομα γι 'αυτά.

Μειονεκτήματα του ρελέ:

• λόγω του γεγονότος ότι ο σχεδιασμός είναι ουσιαστικά μηχανικός - ένας περιορισμένος αριθμός λειτουργιών. Αν και για τα σύγχρονα ρελέ έρχεται σε εκατομμύρια επιχειρήσεις. Επομένως, η αμφίβολη στιγμή είναι ένα ελάττωμα.

• ταχύτητα απόκρισης. Ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ σβήνει σε κλάσματα ενός δευτερολέπτου, ενώ οι διακόπτες ημιαγωγών μπορούν να μεταβούν εκατομμύρια φορές ανά δευτερόλεπτο. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να προσεγγιστεί με σύνεση η επιλογή του εξοπλισμού μεταγωγής.

• σε περίπτωση αποκλίσεων από την τάση ελέγχου, ο ηλεκτρονόμος μπορεί να κουδουνίζει, δηλ. η κατάσταση όταν το ρεύμα δια μέσου του πηνίου είναι μικρό, για την κανονική συγκράτηση του οπλισμού, και "βουίζει" το άνοιγμα και το κλείσιμο με μεγάλη ταχύτητα. Αυτό είναι γεμάτο με μια πρώιμη αποτυχία του. Ακολουθεί ο ακόλουθος κανόνας: για τον έλεγχο του ρελέ, το αναλογικό σήμα πρέπει να τροφοδοτείται μέσω συσκευών κατωφλιού, όπως η σκανδάλη Schmidt, η σύγκριση, ο μικροελεγκτής κλπ.

• Κλικ όταν ενεργοποιείται.

Χαρακτηριστικά ρελέ

Για να επιλέξετε το σωστό ρελέ, θα πρέπει να λάβετε υπόψη ορισμένες παραμέτρους, οι οποίες περιγράφουν τα χαρακτηριστικά του:

1. Η τάση του πηνίου. Ένα ρελέ 12 V δεν λειτουργεί σταθερά ή δεν θα ενεργοποιηθεί καθόλου αν εφαρμόσετε 5 V στην πηνίο του.

2. Το ρεύμα μέσω του πηνίου.

3. Ο αριθμός των ομάδων επαφών. Ο ηλεκτρονόμος μπορεί να είναι 1-κανάλι, δηλ. περιέχει 1 ζεύγος μεταγωγής. Ή ίσως 3-κανάλι, το οποίο θα σας επιτρέψει να συνδέσετε 4 πόλους στο φορτίο (για παράδειγμα, τρεις φάσεις 380V)

4. Μέγιστο ρεύμα μέσω των επαφών.

5. Μέγιστη τάση μεταγωγής. Για το ίδιο ρελέ, είναι διαφορετικό για τα άμεσα και εναλλασσόμενα ρεύματα, για παράδειγμα τα 220 V AC και 30 V DC.Αυτό οφείλεται στις ιδιαιτερότητες του τόξου κατά την εναλλαγή διαφόρων ηλεκτρικών κυκλωμάτων.

6. Μέθοδος εγκατάστασης - μπλοκ ακροδεκτών, τερματικό για τερματικά, συγκόλληση σε πίνακα ή Τοποθέτηση ράγας DIN.

Ηλεκτρονικά ρελέ

Ένας κανονικός ηλεκτρομαγνητικός ηλεκτρονόμος κάνει κλικ όταν ενεργοποιείται, πράγμα που μπορεί να παρεμποδίσει τη χρήση τέτοιων συσκευών σε οικιακούς χώρους. Ηλεκτρονικό ρελέ, ή όπως καλείται επίσης ρελέ στερεάς κατάστασης, στερείται αυτού του μειονέκτημα, αλλά παράγει θερμότητα, επειδή ως κλειδί, χρησιμοποιείται ένα τρανζίστορ (για ένα ρελέ συνεχούς ρεύματος) ή ένα τριακ (για ένα ρελέ AC). Εκτός από το κλειδί ημιαγωγών, σε ηλεκτρονικό ρελέ εγκαθίσταται ηλεκτρονικός ηλεκτρονόμος για να παρέχει τη δυνατότητα ελέγχου του κλειδιού με την επιθυμητή τάση ελέγχου.

Ένας τέτοιος ρελέ για έλεγχο χρησιμοποιεί σταθερή τάση από 3 έως 32 και μετατρέπει εναλλασσόμενη τάση από 24 σε 380 V με ρεύμα μέχρι 10 Α.

Πλεονεκτήματα:

• χαμηλή κατανάλωση ρεύματος ελέγχου.

• έλλειψη θορύβου κατά την εναλλαγή.

• έναν μεγαλύτερο πόρο (ένα δισεκατομμύριο ή περισσότερες επιχειρήσεις, και αυτό είναι χίλιες φορές μεγαλύτερο από εκείνο ενός ηλεκτρομαγνητικού).

Μειονεκτήματα:

• θερμαίνεται?

• μπορεί να καεί από υπερθέρμανση.

• αξίζει περισσότερο?

• αν καίει, δεν θα λειτουργήσει.

Πώς να συνδέσετε ένα ρελέ;

Η παρακάτω εικόνα δείχνει ένα διάγραμμα της σύνδεσης του ρελέ προς το δίκτυο και το φορτίο. Μία φάση συνδέεται με μία από τις επαφές ισχύος, με ένα δεύτερο φορτίο και με μηδέν με ένα δεύτερο τερματικό φορτίου.

Έτσι, η μονάδα ισχύος πηγαίνει. Το κύκλωμα ελέγχου συναρμολογείται ως εξής: μια πηγή ισχύος, όπως μια μπαταρία ή τροφοδοσία ρεύματος, αν ο ηλεκτρονόμος ελέγχεται από συνεχές ρεύμα, συνδέεται με το πηνίο μέσω ενός κουμπιού. Για να ελέγξετε ένα ρελέ AC, το κύκλωμα είναι παρόμοιο, μια εναλλασσόμενη τάση της επιθυμητής τιμής παρέχεται στο πηνίο.

Εδώ είναι προφανές ότι η τάση ελέγχου δεν εξαρτάται από την τάση στο φορτίο, επίσης με τα ρεύματα. Παρακάτω βλέπετε το κύκλωμα ελέγχου των ενεργοποιητών του κεντρικού κλειδώματος του αυτοκινήτου με διπολικό έλεγχο.

Η επόμενη εργασία, για να προχωρήσει ο ενεργοποιητής, πρέπει να συνδέσετε το συν και το μείον στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα προκειμένου να το μετακινήσετε προς τα πίσω - η πολικότητα πρέπει να αλλάξει. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας δύο ρελέ με 5 επαφές (κανονικά κλειστές και κανονικά ανοικτές).

Όταν η τάση τροφοδοτείται στον αριστερό ηλεκτρονόμο, συν τροφοδοτείται στο κάτω σύρμα (σύμφωνα με το κύκλωμα) του ενεργοποιητή, μέσω των κανονικά κλειστών επαφών του δεξιού ρελέ, το ανώτερο καλώδιο του ενεργοποιητή συνδέεται στον αρνητικό ακροδέκτη (στη γείωση).

Όταν η τάση εφαρμόζεται στο πηνίο του δεξιού ηλεκτρονόμου και το αριστερό είναι απενεργοποιημένο, η πολικότητα αντιστρέφεται: συν, μέσω της κανονικά ανοικτής επαφής του δεξιού ρελέ, τροφοδοτείται στο άνω σύρμα. Και μέσω της κανονικά κλειστής επαφής του δεξιού ρελέ - το κάτω σύρμα του ενεργοποιητή συνδέεται με τη γείωση.

Έδωσα αυτή τη συγκεκριμένη περίπτωση ως παράδειγμα του γεγονότος ότι με τη χρήση ενός ρελέ μπορείτε όχι μόνο να ενεργοποιήσετε την τάση στο φορτίο αλλά και να εφαρμόσετε μια ποικιλία συνδυασμών αντιστροφής και πολικότητας.

Πώς να συνδέσετε ένα ρελέ σε έναν μικροελεγκτή

Είναι βολικό να χρησιμοποιείτε ένα ρελέ για τον έλεγχο του φορτίου AC μέσω του μικροελεγκτή. Αλλά ένα μικρό πρόβλημα προκύπτει: η τρέχουσα κατανάλωση του ρελέ συχνά υπερβαίνει το μέγιστο ρεύμα μέσω της ακίδας του μικροελεγκτή. Για να το λύσετε, θα πρέπει να αυξήσετε το ρεύμα.

Το διάγραμμα δείχνει τη σύνδεση ενός ρελέ με πηνίο 12V. Εδώ, το τρανζίστορ αντίστροφης αγωγιμότητας VT4, παίζει το ρόλο ενός ενισχυτή ρεύματος, ο αντιστάτης R χρειάζεται για να περιορίσει το ρεύμα μέσω της βάσης (έτσι ώστε το ρεύμα να μην υπερβαίνει το μέγιστο ρεύμα μέσω του ακροδέκτη του μικροελεγκτή).

Η αντίσταση στο κύκλωμα συλλέκτη είναι απαραίτητη για να ρυθμίσετε το ρεύμα του πηνίου, επιλέγεται ανάλογα με την τιμή του ρεύματος απόκρισης του ρελέ, καταρχήν μπορεί να αποκλειστεί. Παράλληλα με το πηνίο, είναι εγκατεστημένη μια αντίστροφη δίοδος VD2 ​​- είναι απαραίτητη ώστε οι εκρήξεις αυτό-επαγωγής να μην σκοτώνουν το τρανζίστορ και την έξοδο του μικροελεγκτή. Με τη δίοδο, οι εκρήξεις θα πηγαίνουν προς την πηγή ενέργειας και η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου θα σταματήσει να λειτουργεί.

Arduino και ρελέ

Για τους εραστές Arduino Υπάρχουν έτοιμες ασπίδες ρελέ και ξεχωριστές μονάδες.Για την εξασφάλιση των εξόδων του μικροελεγκτή, ανάλογα με τη συγκεκριμένη ενότητα, μπορεί να εφαρμοστεί ο οπτικός συζεύκτης του σήματος ελέγχου, πράγμα που θα αυξήσει σημαντικά την αξιοπιστία του κυκλώματος.

Το σχήμα μιας τέτοιας ενότητας είναι:

Μιλήσαμε για τα χαρακτηριστικά του ρελέ και έτσι συχνά υποδεικνύονται στα σημάδια στο μπροστινό κάλυμμα. Δώστε προσοχή στη φωτογραφία της μονάδας ρελέ:

• 10A 250VAC - σημαίνει ότι είναι σε θέση να ελέγχει το φορτίο της εναλλασσόμενης τάσης μέχρι 250V και με ρεύμα μέχρι 10Α.

• 10A 30VDC - Για συνεχές ρεύμα, η τάση στο φορτίο δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 30V.

• SRD-05VDC-SL-C - σήμανση, εξαρτάται από κάθε κατασκευαστή. Σε αυτό βλέπουμε 05VDC - αυτό σημαίνει ότι ο ηλεκτρονόμος θα λειτουργεί με τάση 5V στο πηνίο.

Ταυτόχρονα, ο ηλεκτρονόμος έχει κανονικά ανοιχτές επαφές, μόνο 1 κινητή επαφή. Το διάγραμμα σύνδεσης Arduino φαίνεται παρακάτω.

Συμπέρασμα

Το ρελέ είναι μια κλασική συσκευή μεταγωγής που χρησιμοποιείται παντού: πίνακες ελέγχου σε βιομηχανικά συνεργεία, αυτοματοποίηση, προστασία εξοπλισμού και ανθρώπων, για επιλεκτική σύνδεση ενός συγκεκριμένου κυκλώματος σε εξοπλισμό ανελκυστήρα.

Είναι πολύ σημαντικό για έναν αρχάριο ηλεκτρολόγο, ηλεκτρονικό μηχανικό ή ραδιοερασιτέχνη να μάθουν πώς να χρησιμοποιούν ηλεκτρονόμους και να κάνουν κυκλώματα μαζί τους, ώστε να μπορείτε να τα χρησιμοποιήσετε στην εργασία και στο σπίτι, εφαρμόζοντας αλγορίθμους αναμετάδοσης χωρίς τη χρήση μικροελεγκτών. Αν και αυτό θα αυξήσει το μέγεθος, θα βελτιώσει σημαντικά την αξιοπιστία του κυκλώματος. Μετά από όλα, η αξιοπιστία δεν είναι μόνο η αντοχή, αλλά και η αξιοπιστία και η συντηρησιμότητα!