電気信号の対応する物理量(運動、力、音など)への変換は、ドライブを使用して実行されます。このデバイスは物理量のタイプを別のタイプに変更するため、ドライブはコンバーターとして分類する必要があります。
ドライブは通常、低電圧コマンド信号によってアクティブ化または制御されます。さらに、安定状態の数に基づいて、バイナリデバイスまたは連続デバイスとして分類されます。したがって、電磁リレーは、2つの既存の安定した状態(オン-オフ)を考慮して、バイナリドライブです。
提示された記事では、電磁リレーの動作の原理とデバイスの使用の範囲が詳細に説明されています。
ドライブの基本
「リレー」という用語は、制御信号を介して2つ以上のポイント間に電気接続を提供するデバイスの特性です。
最も一般的で広く使用されている電磁リレー(EMR)のタイプは、電気機械設計です。
電磁リレーと呼ばれる幅広い製品の1つのデザインのように見えます。ここに示されているのは、透明なプレキシガラスカバーを使用したメカニズムのクローズバージョンです。
あらゆる機器の基本的な制御方式は、常に有効および無効にする機能を提供します。これらの手順を完了する最も簡単な方法は、電源ロックスイッチを使用することです。
手動操作スイッチは制御に使用できますが、欠点があります。それらの明らかな欠点は、状態を物理的に、つまり手動で「オン」または「無効」に設定することです。
手動スイッチングデバイスは、原則として、小電流をスイッチングできる大型の遅延動作デバイスです。
手動切り替えメカニズムは、電磁リレーの「遠い親戚」です。同じ機能を提供します-現用回線の切り替えですが、手動でのみ制御されます
一方、電磁リレーは主に電気的に制御されるスイッチに代表されます。デバイスにはさまざまな形状、寸法があり、定格電力のレベルによって分割されます。それらの適用の可能性は広範囲です。
1組以上の接点を備えたこのような装置は、主電源または高電圧装置を切り替えるために使用される、より大きな電力アクチュエータ-接触器の単一設計に含めることができます。
EMRの作業の基本原則
従来、電磁式リレーは電気(電子)スイッチング制御回路の一部として使用されています。同時に、それらはプリント基板に直接、または自由な位置に取り付けられます。
デバイスの一般的な構造
使用される製品の負荷電流は通常、アンペアの分数から20 A以上まで測定されます。リレー回路は、電子回路で広く使用されています。
電子回路基板へのインストール用に、または個別にインストールされるデバイスとして直接設計された、さまざまな構成のデバイス
電磁リレーの設計は、印加されたAC / DC電圧によって生成された磁束を機械的な力に変換します。得られた機械力のおかげで、接触グループが制御されます。
最も一般的なデザインは製品の形状で、次のコンポーネントが含まれています。
- 励磁コイル;
- スチールコア;
- 基本的なシャーシ。
- 連絡先グループ。
スチールコアには、ロッカーと呼ばれる固定部分と、アンカーと呼ばれる可動ばね荷重部分があります。
実際、アンカーは磁場回路を補完し、固定電気コイルと可動電機子の間のエアギャップを閉じます。
デザインの詳細なレイアウト:1-スプリングを絞ります。 2-金属コア; 3-アンカー; 4-通常閉接点。 5-通常開いている接点。 6-一般的な連絡先。 7-銅線のコイル; 8-ロッカー
アーマチュアは、生成された磁場の作用を受けて、ヒンジ上を移動したり、自由に回転したりします。これにより、バルブに接続されている電気接点が閉じます。
原則として、ビームとアーマチュアの間にあるリターンスプリングは、リレーコイルがオフになると接点を元の位置に戻します。
リレー電磁システムの作用
EMFのシンプルでクラシックなデザインには、2セットの導電性接点があります。
これに基づいて、連絡先グループの2つの状態が実現されます。
- 通常は接点を開きます。
- 通常閉接点。
したがって、1組の接点は、ノーマルオープン(NO)または別の状態にあるノーマルクローズ(NC)として分類されます。
接点が通常開のリレーの場合、「閉」状態は、励磁電流が誘導コイルを通過するときにのみ達成されます。
デフォルトの連絡先グループを設定するための2つの可能なオプションの1つ。ここで、「デフォルト」コイルの非通電状態では、通常は閉じた(閉じた)位置が設定されています
別の実施形態では、コイル回路に励起電流が存在しない場合、接点の通常閉位置は一定のままである。つまり、スイッチの接点が通常の閉位置に戻ります。
したがって、「ノーマルオープン」および「ノーマルクローズ」という用語は、リレーコイルがオフになっているとき、つまりリレーの電圧が切断されているときの電気接点の状態を指す必要があります。
電気リレー接点グループ
リレー接点は通常、互いに接触し、回路を閉じ、単純なスイッチと同様に機能する導電性金属要素で表されます。
接点が開いている場合、通常開いている接点間の抵抗は、メガオーム単位の高い値で測定されます。これは、コイル回路内の電流の通過が排除されたときに開回路状態を作り出します。
オープンモードの電気機械スイッチの接点グループには、数百メガオームの抵抗があります。この抵抗の値は、モデル間でわずかに異なる場合があります。
接点が閉じている場合、接点抵抗は理論的にはゼロでなければなりません-短絡の結果です。
ただし、この状態は常に記録されるとは限りません。個々のリレーの接点グループには、「閉」状態で一定の接触抵抗があります。このような抵抗力は持続可能と呼ばれています。
負荷電流の通過の特徴
新しい電磁リレーを設置するために、介在物の接触抵抗は小さく、通常0.2オーム未満であることがわかります。
その理由は単純です。新しいチップはこれまでのところきれいなままですが、時間が経つにつれて、チップの抵抗は必然的に増加します。
たとえば、電流が10 Aの接点の場合、電圧降下は0.2x10 = 2ボルトになります(オームの法則)。コンタクトグループへの供給電圧が12ボルトの場合、負荷の電圧は10ボルト(12-2)になることがわかります。
金属の接触チップが摩耗し、誘導性または容量性の高い負荷から適切に保護されない場合、アークの影響による損傷は避けられません。
電気機械スイッチングデバイスの接点の1つでの電気アーク。これは、適切な対策が講じられていない場合のコンタクトグループへの損害の原因の1つです。
電気アーク-接点で火花-は、チップの接触抵抗を増加させ、その結果、物理的損傷を引き起こします。
この状態でリレーを使い続けると、接点の先端が接点の物性を完全に失う可能性があります。
しかし、アークによる損傷の結果として、接点が最終的に溶着し、短絡状態が発生する場合、より深刻な要因があります。
そのような状況では、EMIによって制御される回路への損傷のリスクは除外されません。
したがって、接触抵抗がアークの影響により1オーム増加した場合、同じ負荷電流に対する接点間の電圧降下は1×10 = 10ボルトDCに増加します。
ここで、特に12〜24 Vの電源電圧で作業している場合、接点間の電圧降下の大きさは負荷回路にとって許容できない場合があります。
リレー接点材料
電気アークと高抵抗の影響を低減するために、最新の電気機械式リレーの接点チップは、さまざまな銀ベースの合金で作成またはコーティングされています。
このようにして、コンタクトグループの寿命を大幅に延ばすことができます。
電気機械式スイッチング装置の接点板の先端。シルバーメッキチップのオプションは次のとおりです。この種のコーティングは損傷要因を減らします。
実際には、電磁(電気機械)リレーの接点グループの先端が処理される以下の材料の使用が記載されています。
- Agは銀です。
- AgCu-銀銅;
- AgCdO-酸化銀-カドミウム;
- AgW-銀-タングステン;
- AgNi-銀-ニッケル;
- AgPd-銀-パラジウム。
アークの形成回数を減らすことでリレーの接点グループの先端の耐用年数を延ばすには、RCダンパーとも呼ばれる抵抗コンデンサーフィルターを接続します。
これらの電子回路は、電気機械式リレーの接点グループと並列に接続されています。このソリューションで接点を開く瞬間に観測される電圧ピークは、安全に短くなっていることがわかります。
RCダンパーを使用することで、接点先端に発生するアークを抑えることができます。
典型的なEMRコンタクト設計
従来のノーマルオープン(NO)およびノーマルクローズ(NC)接点に加えて、リレースイッチングのメカニズムには、アクションに基づく分類も必要です。
接続要素の実行の特徴
この実施形態の電磁リレー設計は、1つまたは複数の別個のスイッチ接点を可能にする。
これは、SPST用に技術的に構成されたデバイスの外観です-単極および単方向。他のオプションも利用できます。
連絡先の実行は、次の一連の略語によって特徴付けられます。
- SPST(単極単投)-単極単方向;
- SPDT(単極双投)-単極双方向;
- DPST(双極単投)-双極単方向;
- DPDT(双極双投)-双方向の双方向。
このような各接続要素は「極」と呼ばれます。それらのいずれかを接続またはリセットすると同時に、リレーコイルをアクティブにすることができます。
デバイスの使用の機微
電磁スイッチの設計は単純ですが、これらのデバイスの使用には微妙な問題があります。
したがって、この方法で大電流負荷回路を転流させるために、専門家はすべてのリレー接点を並列に接続することを絶対に推奨しません。
たとえば、2つの接点の並列接続によって10 Aの負荷を接続するには、それぞれが5 Aの電流用に設計されています。
これらの取り付けの微妙な問題は、機械式リレーの接点が一度に1度に閉じたり開いたりすることがないためです。
その結果、いずれかの場合に接点の1つが過負荷になります。そして、短期的な過負荷を考慮しても、そのような接続でのデバイスの早期の障害は避けられません。
不適切な操作、および確立されたインストールルール外でのリレーの接続は、通常、この結果で終わります。ほぼすべての内容物が内部で燃え尽きました
電磁製品は、比較的高い電流と電圧のスイッチとして、エネルギー消費の少ない電気回路または電子回路の一部として使用できます。
ただし、同じデバイスの隣接する接点に異なる負荷電圧を通さないことを強くお勧めします。
たとえば、220 VとDC 24 VのAC電圧を切り替えます。安全性を確保するために、常に各オプションに個別の製品を使用してください。
逆電圧保護技術
電気機械式リレーの重要な部分はコイルです。この部品は、巻線を備えているため、高インダクタンスの負荷カテゴリに属します。
巻線コイルには、インダクタンスLと抵抗Rからなるインピーダンスがあり、直列回路LRを形成します。
コイルに電流が流れると、外部磁場が発生します。コイルの電流が「オフ」モードで停止すると、磁束(変換理論)が増加し、高い逆電圧EMF(起電力)が発生します。
この逆電圧の誘導値は、スイッチング電圧よりも数倍高くなる可能性があります。
したがって、リレーの隣にある半導体コンポーネントが損傷する危険があります。たとえば、リレーコイルに電圧を供給するために使用されるバイポーラまたは電界効果トランジスタ。
半導体制御要素の保護が提供される回路オプション-バイポーラおよびフィールドトランジスタ、マイクロ回路、マイクロコントローラー
トランジスタやマイクロコントローラを含むスイッチング半導体デバイスへの損傷を防ぐ1つの方法は、逆バイアスダイオードをリレーコイル回路に接続することです。
トリップ直後にコイルを流れる電流が誘導逆起電力を生成すると、この逆電圧により逆バイアスダイオードが開きます。
蓄積されたエネルギーは半導体を介して放散され、制御半導体-トランジスタ、サイリスタ、マイクロコントローラーへの損傷を防ぎます。
コイル回路に含まれることが多い半導体は、次のようにも呼ばれます。
- フライホイールダイオード;
- シャントダイオード;
- 逆ダイオード。
ただし、要素間に大きな違いはありません。それらのすべてが1つの機能を実行します。逆バイアスのダイオードを使用することに加えて、他のデバイスも半導体コンポーネントを保護するために使用されます。
RCダンパー、金属酸化物バリスタ(MOV)、ツェナーダイオードの同じチェーン。
電磁リレー装置のマーキング
デバイスに関する部分的な情報を記載した技術名称は、通常、電磁開閉装置のシャーシに直接表示されています。
この指定は、省略形と数値セットのように見えます。
各電気機械スイッチングデバイスには、伝統的にラベルが付けられています。シャーシまたはシャーシには、ほぼ同じ文字と数字のセットが適用され、特定のパラメーターを示します
電気機械式リレーのボディマーキングの例:
RES32 RF4.500.335-01
このレコードは次のように復号化されます:ロシア連邦4.500.335-01のパスポートによる実行に対応する低電流電磁リレー、32シリーズ。
ただし、そのような指定はまれです。 GOSTを明示的に示さない、より一般的な省略オプション:
RES 32 335-01
また、デバイスのシャーシ(ケースの場合)ではなく、製造日とバッチ番号です。詳細については、製品のデータシートを参照してください。各デバイスまたはバッチにはパスポートが必要です。
ビデオでは、電気機械式スイッチングエレクトロニクスのしくみについてよく語られています。構造の微妙さ、接続の特徴、およびその他の詳細が明確に示されています。
電気機械式リレーは、かなり以前から電子部品として使用されてきました。ただし、このタイプのスイッチングデバイスは廃止されたと見なすことができます。機械的なデバイスは、より現代的なデバイス(純粋に電子デバイス)にますます置き換えられています。そのような例の1つは、半導体リレーです。
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