Contoh aplikasi peranti dan relay, bagaimana untuk memilih dan sambungkan geganti dengan betul

Switching sedang mengaktifkan atau mematikan perkakas dalam rangkaian. Untuk melakukan ini, gunakan pemisah, suis, pemutus litar, geganti, penghubung, permulaan. Tiga yang terakhir (relay, contactor dan starter magnet) sama dalam struktur, tetapi direka untuk kapasiti beban yang berlainan. Ini adalah peranti pensuisan elektromekanik. Pemula sering mempunyai soalan seperti:

• "Mengapa relay mempunyai banyak kenalan?";

• "Bagaimana untuk menggantikan relay jika tiada susunan pin serupa?";

• "Bagaimana untuk memilih geganti?".

Saya akan cuba menjawab semua soalan dalam artikel ini.

Apa gunanya?

Untuk menghidupkan beban, anda perlu menerapkan voltan untuk kesimpulannya, ia boleh menjadi malar dan berubah, dengan bilangan fasa dan tiang yang berbeza.

Voltan boleh digunakan dalam beberapa cara:

• Sambungan plug-in (masukkan plag ke soket atau pasangkan ke soket);

• Disconnector (bagaimana anda menghidupkan lampu di dalam bilik, sebagai contoh);

• Melalui relay, contactor, starter atau peranti penukaran semikonduktor.

Dua kaedah pertama adalah terhad oleh kuasa suis maksimum dan oleh lokasi titik sambungan. Ini mudah jika anda menghidupkan cahaya atau peranti dengan suis atau peranti automatik semasa berada di sebelah satu sama lain.

Sebagai contoh, saya akan memberikan satu keadaan, contohnya tangki air (dandang) - ini adalah beban yang cukup kuat (1-3 kW atau lebih). Input kuasa elektrik di koridor, dan terdapat suis dandang automatik pada papan suis, maka anda perlu memanjangkan kabel dengan seksyen salib 2.5 meter persegi. mm 3-5 meter. Dan jika anda perlu memasukkan beban sedemikian ke atas jarak jauh?

Untuk kawalan jarak jauh, anda boleh menggunakan pemutus yang sama, tetapi semakin besar jarak, semakin besar daya tahan kabel akan menjadi bermakna, anda perlu menggunakan kabel dengan seksyen salib yang besar, dan ini mahal. Ya, dan jika kabel pecah, tidak mungkin untuk menghidupkan peranti secara langsung di tempat.

Untuk melakukan ini, anda boleh menggunakan relay yang dipasang secara langsung berhampiran beban, dan menghidupkannya dari jauh. Anda tidak memerlukan kabel tebal untuk ini, kerana isyarat kawalan biasanya dari unit kepada puluhan watt, manakala beban beberapa kilowatt boleh dihidupkan.

Suis dan pemisah - diperlukan untuk menghidupkan beban secara manual, untuk mengawalnya secara automatik, anda perlu menggunakan geganti atau peranti semikonduktor.

Skop geganti:

• Skim Perlindungan untuk pemasangan elektrik. Untuk input tenaga perlindungan automatik terhadap tegangan rendah dan tinggi, Relay semasa - untuk mencetuskan perlindungan semasa, membenarkan permulaan mesin elektrik, dan sebagainya;

• Automasi

• Instrumentasi dan automasi;

• Sistem keselamatan;

• Untuk kemasukan jauh.

Bagaimanakah geganti berfungsi?

Relay elektromagnetik terdiri daripada gegelung, gelang tangan dan satu set kenalan. Set hubungan mungkin berbeza, sebagai contoh:

• Bergerak dengan sepasang kenalan;

• Dengan dua pasang kenalan (biasanya ditutup - NC, dan biasanya terbuka - TIDAK);

• Dengan beberapa kumpulan (untuk mengawal beban secara bebas dari setiap litar lain).

Gegelung boleh direka bentuk untuk nilai-nilai yang berlainan dan arus bolak-balik, anda boleh memilih untuk litar anda supaya tidak menggunakan sumber tambahan untuk mengendalikan gegelung. Kenalan boleh menukar kedua-dua arus langsung dan berselang-seli, semasa dan voltan biasanya ditunjukkan pada penutup geganti.

Kuasa beban bergantung kepada keupayaan pensuisan peranti kerana reka bentuknya, ruang pembesaran hadir pada peranti pensuisan elektromagnet yang kuat untuk mengawal beban rintangan dan induktif yang kuat, contohnya motor elektrik.

Relay adalah berdasarkan medan magnet. Apabila semasa dibekalkan ke gegelung, garis-garis kekuatan medan magnet menembusi terasnya. Jangkar terbuat dari bahan yang magnet dan tertarik kepada teras gegelung. Hubungi plastik tembaga dan eyeliner yang fleksibel (wayar) boleh diletakkan di jangkar, maka sauh itu bertenaga dan voltan dikenakan kepada hubungan tetap melalui bus tembaga.

Voltan disambungkan ke gegelung, medan magnet menarik tangan, menutup atau membuka kenalan. Apabila voltan hilang, angker kembali ke normal dengan spring kembali.

Mungkin terdapat reka bentuk lain, contohnya, apabila jangkar menolak sentuhan bergerak, dan ia beralih dari normal ke aktif, ini ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Bottom line: Relay membolehkan arus kecil melalui gegelung untuk mengawal arus yang besar melalui kenalan. Gegaran kawalan dan switched (melalui kenalan) voltan boleh berbeza dan tidak bergantung kepada satu sama lain. Dengan cara ini kita dapat mengawal beban beban galvanik. Ini memberikan kelebihan yang ketara ke atas semikonduktor. Hakikatnya adalah bahawa transistor atau thyristor itu sendiri tidak terpencil secara galvanis, lebih-lebih lagi, ia bersambung secara langsung.

Arus pangkal adalah sebahagian dari arus yang dialihkan melalui litar pemancar emitor, dalam thyristor, pada prinsipnya keadaannya sama. Jika persimpangan PN rosak, voltan litar beralih boleh pergi ke litar kawalan, jika ia adalah butang, maka tidak apa-apa, dan jika ia adalah mikrosirkuit atau mikropengawal - mereka, kemungkinan besar, juga akan gagal, oleh itu pengasingan galvanik tambahan dapat dicapai melalui optocoupler atau pengubah. Dan lebih terperinci - kebolehpercayaan kurang.

Manfaat Relay:

• kesederhanaan reka bentuk;

• pemeliharaan. anda boleh mengaudit kebanyakan geganti, contohnya, membersihkan kenalan dari jelaga dan ia akan berfungsi semula, dan dengan ketangkasan tertentu, anda boleh menggantikan gegelung atau solder kesimpulannya jika mereka keluar dari kenalan keluar;

• pengasingan galvanik penuh litar kuasa dan litar kawalan;

• rintangan hubungan rendah.

Semakin rendah rintangan kenalan, voltan kurang hilang pada mereka dan kurang pemanasan. Relay elektronik menjana haba, sedikit lebih rendah Saya akan bercakap secara ringkas mengenai mereka.

Kelemahan penyampai:

• disebabkan oleh hakikat bahawa reka bentuk pada dasarnya mekanikal - bilangan operasi yang terhad. Walaupun untuk relay moden ia datang kepada berjuta-juta operasi. Jadi momen yang meragukan adalah cacat.

• kelajuan tindak balas. Perjalanan relay elektromagnet dalam pecahan kedua, sementara suis semikonduktor boleh beralih berjuta-juta kali sesaat. Oleh itu, adalah perlu untuk mendekati dengan bijak pilihan peralatan pensuisan.

• Sekiranya penyimpangan daripada voltan kawalan, geganti boleh mengetuk, iaitu negeri ketika arus melalui gegelung adalah kecil, untuk memegang normal dari angker, dan ia "buzzes" membuka dan menutup pada kelajuan tinggi. Ini penuh dengan kegagalan awal. Peraturan berikut adalah berikut: untuk mengawal relay, isyarat analog mesti dibekalkan melalui peranti ambang, seperti pencetus Schmidt, komparator, mikrokontroler, dan lain-lain;

• Klik apabila dicetuskan.

Ciri relay

Untuk memilih relay yang betul, anda perlu mengambil kira beberapa parameter yang menerangkan ciri-cirinya:

1. voltan gegelung. Relay 12 V tidak akan berfungsi dengan stabil atau tidak akan sama sekali jika anda memohon 5 V ke gegelungnya.

2. Semasa melalui gegelung.

3. Bilangan kumpulan hubungan. Relay boleh menjadi 1 saluran, iaitu mengandungi 1 pasangan suis. Atau mungkin 3 saluran, yang akan membolehkan anda menyambung 4 tiang ke beban (contohnya, tiga fasa 380V)

4. Arus maksimum melalui kenalan;

5. voltan suis maksimum. Untuk geganti yang sama, ia adalah berbeza untuk aliran langsung dan berselang, contohnya 220 V AC dan 30 V DC.Ini adalah kerana keunikan arcing apabila menukar litar elektrik yang berlainan.

6. Kaedah pemasangan - blok terminal, terminal untuk terminal, penyolderan ke papan atau Pemasangan kereta api DIN.

Geganti elektronik

Klik relay elektromagnet biasa apabila dicetuskan, yang boleh mengganggu penggunaan peranti sedemikian di premis domestik. Relay elektronik, atau kerana ia juga dipanggil geganti keadaan pepejal, tanpa kelemahan ini, tetapi ia menghasilkan haba, kerana sebagai kunci, transistor (untuk relay DC) atau triac (untuk relay AC) digunakan. Sebagai tambahan kepada kunci semikonduktor, relay elektronik dipasang di relay elektronik untuk memberikan keupayaan untuk mengawal kekunci dengan voltan kawalan yang dikehendaki.

Relay sedemikian menggunakan voltan malar dari 3 hingga 32 untuk kawalan, dan membawa voltan berselang 24 hingga 380 V dengan arus sehingga 10 A.

Kelebihan:

• penggunaan rendah semasa kawalan;

• kekurangan bunyi apabila bertukar;

• sumber yang lebih besar (satu bilion atau lebih operasi, dan ini adalah seribu kali lebih daripada yang satu elektromagnetik).

Kelemahan:

• memanaskan;

• boleh terbakar dari terlalu panas;

• bernilai lebih;

• jika ia terbakar, ia tidak akan berfungsi.

Bagaimana hendak menyambung penyambungan?

Gambar di bawah menunjukkan rajah sambungan relay ke rangkaian dan beban. Fasa disambungkan kepada salah satu kenalan kuasa, ke beban kedua, dan sifar ke terminal beban kedua.

Jadi unit kuasa sedang berjalan. Litar kawalan dipasang seperti berikut: sumber kuasa, seperti bateri atau bekalan kuasa, jika relay dikawal oleh arus terus, disambungkan ke gegelung melalui butang. Untuk mengawal relay AC, litar adalah serupa, voltan berselang-seling nilai yang diinginkan dibekalkan ke gegelung.

Di sini adalah jelas bahawa voltan kawalan tidak bergantung pada voltan dalam beban, juga dengan arus. Di bawah ini anda dapat melihat litar kawalan pengaktif pusat mengunci kereta dengan kawalan bipolar.

Tugas seterusnya, untuk penggerak untuk bergerak maju, anda perlu menyambung tambah dan tolak ke solenoidnya untuk mengalihkannya kembali - polaritas mesti diubah. Ini dilakukan menggunakan dua relay dengan 5 kenalan (biasanya tertutup dan biasanya terbuka).

Apabila voltan dibekalkan ke relay kiri, ditambah dibekalkan ke wayar bawah (mengikut litar) pengaktif, melalui hubungan biasa yang tertutup dari relay kanan, wayar atas penggerak disambungkan ke terminal negatif (ke tanah).

Apabila voltan digunakan pada gegelung relay kanan dan kiri adalah de-bertenaga, polariti diterbalikkan: tambah, melalui hubungan yang biasanya terbuka dari relay kanan, ia dibekalkan ke wayar atas. Dan melalui hubungan biasa yang dipasang pada relay kanan - wayar bawah penggerak disambungkan ke tanah.

Saya memberikan kes ini sebagai contoh hakikat bahawa menggunakan relay anda bukan sahaja boleh menghidupkan voltan ke beban, tetapi juga melaksanakan pelbagai sambungan dan skema pembalikan kutub.

Bagaimana untuk menyambung penyambungan kepada pengawal mikro

Ia adalah mudah untuk menggunakan relay untuk mengawal beban AC melalui mikropengawal. Tetapi masalah kecil timbul: penggunaan semasa relay sering melebihi arus maksimum melalui pin mikropengawal. Untuk menyelesaikannya, anda perlu meningkatkan semasa.

Rajah menunjukkan sambungan geganti dengan gegelung 12V. Di sini, transistor konduktiviti terbalik VT4, ia memainkan peranan penguat semasa, perintang R diperlukan untuk mengehadkan arus melalui pangkalan (set supaya arus tidak melebihi arus maksimum melalui pin mikrokontroler).

Perintang dalam litar pemungut diperlukan untuk menetapkan arus gegelung, ia dipilih mengikut nilai arus tindak balas geganti, pada dasarnya, ia boleh dikecualikan. Selari dengan gegelung, diod reverse VD2 dipasang - diperlukan sehingga pecah induksi diri tidak membunuh transistor dan output mikrokontroler. Dengan diod, letupan akan menuju ke sumber kuasa, dan tenaga medan magnet akan berhenti bekerja.

Arduino dan geganti

Bagi pencinta Arduino Terdapat perisai penyampai siap pakai dan modul berasingan.Untuk menjamin keluaran mikropengawal, bergantung pada modul tertentu, optocoupler isyarat kawalan boleh dilaksanakan, yang akan meningkatkan kebolehpercayaan litar.

Skim modul sedemikian adalah:

Kami bercakap tentang ciri-ciri relay, dan oleh itu, ia sering ditunjukkan dalam tanda di penutup depan. Perhatikan foto modul geganti:

• 10A 250VAC - bermakna bahawa ia dapat mengendalikan beban voltan selangar hingga 250V dan dengan arus sehingga 10 A;

• 10A 30VDC - untuk arus terus, voltan dalam beban tidak boleh melebihi 30V.

• SRD-05VDC-SL-C - menandakan, bergantung pada setiap pengeluar. Di dalamnya kita melihat 05VDC - ini bermakna relay akan beroperasi pada voltan 5V pada gegelung.

Pada masa yang sama, geganti biasanya membuka kenalan, hanya 1 kenalan bergerak. Gambar rajah sambungan Arduino ditunjukkan di bawah.

Kesimpulannya

Relay adalah peranti pensuisan klasik yang digunakan di mana-mana: panel kawalan dalam bengkel industri papan suis, dalam automasi, untuk melindungi peralatan dan orang, secara selektif menyambung litar tertentu, dalam peralatan lif.

Ia sangat penting untuk pemula elektrik, jurutera elektronik atau radio amatur untuk belajar cara menggunakan relay dan membuat litar dengan mereka, jadi anda boleh menggunakannya dalam kerja dan di ladang, melaksanakan algoritma relay tanpa menggunakan mikrokontroler. Walaupun ini akan meningkatkan saiznya, ia akan meningkatkan kebolehpercayaan litar secara signifikan. Lagipun, kebolehpercayaan bukan sahaja ketahanan, tetapi juga kebolehpercayaan dan pemeliharaannya!