Geganti kawalan solenoid, bagaimana geganti berfungsi
Geganti ialah peranti elektrik yang direka untuk menukar litar elektrik (menukar nilai keluaran secara tiba-tiba) untuk perubahan tertentu dalam nilai input elektrik atau bukan elektrik.
Elemen geganti (geganti) digunakan secara meluas dalam litar kawalan dan automasi kerana ia boleh digunakan untuk mengawal kuasa keluaran yang besar dengan isyarat input kuasa rendah; memenuhi operasi logik; penciptaan peranti geganti pelbagai fungsi; untuk menjalankan pensuisan litar elektrik; untuk menetapkan sisihan parameter terkawal dari tahap yang ditetapkan; melaksanakan fungsi elemen ingatan, dsb.
Relay pertama dicipta oleh American J. Henry pada tahun 1831 dan berdasarkan prinsip operasi elektromagnet, perlu diperhatikan bahawa relay pertama bukanlah relay pensuisan, tetapi relay pensuisan pertama dicipta oleh American S.Breeze Morse pada tahun 1837, yang kemudiannya digunakan dalam alat telegraf ... Perkataan relay berasal daripada bahasa Inggeris relay, yang bermaksud menukar kuda pos yang letih di stesen atau menghantar baton (baton) kepada atlet yang letih.
Klasifikasi geganti
Geganti dikelaskan mengikut kriteria yang berbeza: mengikut jenis kuantiti fizik input yang ia bertindak balas; dengan fungsi yang mereka lakukan dalam sistem pengurusan; mengikut reka bentuk, dsb. Mengikut jenis kuantiti fizikal, elektrik, mekanikal, haba, optik, magnet, akustik, dll. dibezakan. geganti. Perlu diingatkan bahawa geganti boleh bertindak balas bukan sahaja kepada nilai kuantiti tertentu, tetapi juga kepada perbezaan nilai (geganti pembezaan), kepada perubahan dalam tanda kuantiti (geganti terpolarisasi), atau kepada kadar perubahan kuantiti input.
Peranti geganti
Relay biasanya terdiri daripada tiga elemen fungsi utama: rasa, perantaraan dan eksekutif.
Unsur persepsi (utama) melihat kuantiti terkawal dan mengubahnya menjadi kuantiti fizikal yang lain.
Elemen perantaraan membandingkan nilai nilai ini dengan setpoint dan apabila ia melebihi, menghantar tindakan pertama ke pemacu.
Penggerak memindahkan kesan daripada geganti ke litar terkawal. Kesemua elemen ini boleh dinyatakan atau digabungkan antara satu sama lain.
Elemen sensitif, bergantung pada tujuan geganti dan jenis kuantiti fizik yang bertindak balas, boleh mempunyai reka bentuk yang berbeza, baik dari segi prinsip operasi dan dari segi peranti.Sebagai contoh, dalam geganti arus lebih atau geganti voltan, elemen sensitif dibuat dalam bentuk elektromagnet, dalam suis tekanan - dalam bentuk membran atau lengan, dalam suis tahap - dalam apungan, dsb.
Dengan peranti pemacu, geganti dibahagikan kepada kenalan dan bukan hubungan.
Relay kenalan bertindak pada litar terkawal dengan cara kenalan elektrik, keadaan tertutup atau terbuka yang memungkinkan untuk menyediakan sama ada litar pintas lengkap atau gangguan mekanikal lengkap litar keluaran.
Geganti tanpa sentuh menjejaskan litar terkawal melalui perubahan mendadak (mengejut) dalam parameter litar elektrik keluaran (rintangan, kearuhan, kemuatan) atau perubahan dalam tahap voltan (semasa).
Ciri-ciri geganti
Ciri-ciri utama geganti ditentukan oleh kebergantungan antara parameter kuantiti output dan input.
Ciri-ciri utama geganti berikut dibezakan.
1. Magnitud penggerak geganti Xcr — nilai parameter nilai input di mana geganti dihidupkan. Apabila X < Xav, nilai output adalah sama dengan Umin, apabila X ³ Xav, nilai Y berubah secara tiba-tiba daripada Umin kepada Umax dan geganti dihidupkan. Nilai penerimaan yang mana geganti dilaraskan dipanggil titik set.
2. Kuasa penggerak geganti Psr — kuasa minimum yang mesti diberikan kepada organ penerima untuk memindahkannya daripada keadaan rehat kepada keadaan operasi.
3. Kuasa terkawal Rupr — kuasa yang dikawal oleh elemen pensuisan geganti dalam proses pensuisan.Mengenai kuasa kawalan, perbezaan dibuat antara geganti untuk litar kuasa rendah (sehingga 25 W), geganti untuk litar kuasa sederhana (sehingga 100 W) dan geganti untuk litar kuasa tinggi (lebih 100 W), yang tergolong kepada geganti kuasa dan dipanggil penyentuh.
4. Tav masa tindak balas geganti — selang masa daripada isyarat Xav ke input geganti kepada permulaan tindakan pada litar terkawal. Mengikut masa tindak balas, terdapat geganti biasa, berkelajuan tinggi, tertunda dan geganti masa. Biasanya untuk geganti biasa tav = 50 ... 150 ms, untuk geganti berkelajuan tinggi tav 1 s.
Prinsip operasi dan peranti geganti elektromagnet
Oleh kerana prinsip operasinya yang mudah dan kebolehpercayaan yang tinggi, geganti elektromagnet digunakan secara meluas dalam sistem automasi dan dalam skim perlindungan pemasangan elektrik. Geganti elektromagnet terbahagi kepada geganti DC dan AC. Geganti DC dibahagikan kepada neutral dan terpolarisasi. Geganti neutral bertindak balas sama rata kepada arus terus dalam kedua-dua arah yang mengalir melalui gegelungnya, dan geganti terkutub bertindak balas kepada kekutuban isyarat kawalan.
Operasi geganti elektromagnet adalah berdasarkan penggunaan daya elektromagnet yang timbul dalam teras logam apabila arus melalui lilitan gegelungnya. Bahagian geganti dipasang pada pangkalan dan ditutup dengan penutup. Angker (plat) boleh alih dengan satu atau lebih sesentuh dipasang di atas teras elektromagnet. Di seberangnya ialah kenalan tetap berpasangan yang sepadan.
Pada kedudukan awal, sauh dipegang oleh spring. Apabila voltan digunakan, elektromagnet menarik angker, mengatasi dayanya dan menutup atau membuka sesentuh, bergantung pada reka bentuk geganti.Selepas nyahtenaga, spring mengembalikan angker ke kedudukan asalnya. Sesetengah model mungkin mempunyai komponen elektronik terbina dalam. Ini ialah perintang yang disambungkan kepada belitan gegelung untuk pengaktifan geganti yang lebih jelas, atau / dan kapasitor selari dengan sesentuh untuk mengurangkan lengkok dan hingar.
Litar terkawal tidak disambungkan secara elektrik dalam sebarang cara ke litar kawalan; lebih-lebih lagi, dalam litar terkawal nilai arus boleh jauh lebih tinggi daripada litar kawalan. Iaitu, geganti pada asasnya bertindak sebagai penguat untuk arus, voltan, dan kuasa dalam litar elektrik.
Geganti AC beroperasi apabila arus frekuensi tertentu dikenakan pada gegelungnya, iaitu, sumber tenaga utama ialah rangkaian AC. Pembinaan geganti AC adalah serupa dengan geganti DC, hanya teras dan angker diperbuat daripada kepingan keluli elektrik untuk mengurangkan kehilangan histerisis dan arus pusar.
Kebaikan dan keburukan geganti elektromagnet
Geganti elektromagnet mempunyai beberapa kelebihan yang tidak dimiliki oleh pesaing semikonduktor:
- keupayaan untuk menukar beban sehingga 4 kW dengan isipadu geganti kurang daripada 10 cm3;
- rintangan kepada lonjakan impuls dan gangguan yang merosakkan akibat daripada pelepasan kilat dan akibat daripada proses pensuisan dalam kejuruteraan elektrik voltan tinggi;
- pengasingan elektrik yang luar biasa antara litar kawalan (gegelung) dan kumpulan sesentuh — piawaian 5 kV terkini adalah impian yang tidak dapat dicapai untuk kebanyakan suis semikonduktor;
- penurunan voltan rendah merentasi sesentuh tertutup dan, akibatnya, penjanaan haba rendah: apabila menukar arus 10 A, geganti kecil melesapkan jumlah kurang daripada 0.5 W merentasi gegelung dan sesentuh, manakala geganti triac memancarkan lebih daripada 15 W ke atmosfera, yang, pertama, memerlukan penyejukan intensif, dan kedua, memburukkan kesan rumah hijau di planet ini;
- kos geganti elektromagnet yang sangat rendah berbanding suis keadaan pepejal
Menyedari kelebihan elektromekanik, kami juga perhatikan kelemahan relay: kelajuan rendah operasi, sumber elektrik dan mekanikal terhad (walaupun sangat besar), penciptaan gangguan radio semasa menutup dan membuka kenalan, dan akhirnya, harta terakhir dan tidak menyenangkan — masalah dengan menukar beban induktif dan beban DC voltan tinggi.
Amalan penggunaan biasa bagi geganti elektromagnet berkuasa tinggi ialah pensuisan beban pada 220 V AC atau 5 hingga 24 V DC pada arus pensuisan sehingga 10-16 A. servo), lampu pijar, elektromagnet dan pengguna aktif, induktif dan kapasitif lain. tenaga elektrik dalam julat dari 1 W hingga 2-3 kW.
Geganti elektromagnet terpolarisasi
Satu jenis geganti elektromagnet ialah geganti elektromagnet terpolarisasi. Perbezaan utama mereka daripada geganti neutral adalah keupayaan untuk bertindak balas terhadap kekutuban isyarat kawalan.
Siri geganti kawalan elektromagnet yang paling biasa
Siri RPL geganti perantaraan. Geganti bertujuan untuk digunakan sebagai komponen dalam pemasangan pegun, terutamanya dalam litar kawalan untuk pemacu elektrik pada voltan sehingga 440 V DC dan sehingga 660 V AC dengan frekuensi 50 dan 60 Hz.Geganti sesuai untuk operasi dalam sistem kawalan menggunakan teknologi mikropemproses di mana gegelung penutup dikelilingi oleh pengehad pengehad atau dengan kawalan thyristor. Jika perlu, salah satu daripada yang berikut boleh dipasang pada geganti perantaraan. pemalam PKL dan PVL… Arus nominal sesentuh — 16A
Siri geganti perantaraan RPU-2M. Geganti perantaraan RPU-2M direka untuk operasi dalam litar elektrik untuk kawalan dan automasi industri arus ulang alik dengan voltan sehingga 415V, frekuensi 50Hz dan arus terus dengan voltan sehingga 220V.
Siri geganti RPU-0, RPU-2, RPU-4. Geganti dihasilkan dengan gegelung pikap DC untuk voltan 12, 24, 48, 60, 110, 220 V dan arus 0.4 — 10 A dan gegelung pikap AC untuk voltan 12, 24, 36, 110, 127, 220, 230, 24 380 dan arus 1 — 10 A. Relay RPU-3 dengan gegelung bekalan DC — untuk voltan 24, 48, 60, 110 dan 220 V.
Siri geganti perantaraan RP-21 bertujuan untuk digunakan dalam litar kawalan pemacu elektrik arus ulang alik dengan voltan sehingga 380V dan dalam litar DC dengan voltan sehingga 220V. Relay RP-21 dilengkapi dengan soket untuk pematerian, untuk din. rel atau skru.
Ciri-ciri utama geganti RP-21. Julat voltan bekalan, V: DC — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 AC dengan frekuensi 50 Hz — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 AC dengan frekuensi daripada 60 Hz — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Voltan litar sesentuh terkadar, V: Geganti DC — 12 … 220, Geganti AC — 12 … 380 Arus ternilai — 6.0 A Kuantiti sesentuh ditutup . / berehat / suis — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Ketahanan mekanikal — sekurang-kurangnya 20 juta kitaran.
Geganti DC elektromagnet siri RES-6 sebagai geganti perantaraan dengan voltan 80 — 300 V, arus pensuisan 0.1 — 3 A
Ia juga digunakan sebagai siri perantaraan geganti elektromagnetRP-250, RP-321, RP-341, RP-42 dan beberapa lagi yang boleh digunakan sebagai geganti voltan.
Bagaimana untuk memilih geganti elektromagnet
Voltan dan arus operasi dalam gegelung geganti mestilah dalam nilai yang dibenarkan. Pengurangan dalam arus operasi dalam gegelung membawa kepada penurunan dalam kebolehpercayaan sesentuh dan peningkatan dalam terlalu panas gegelung, penurunan dalam kebolehpercayaan geganti pada suhu positif maksimum yang dibenarkan. Malah bekalan jangka pendek dengan voltan operasi yang meningkat kepada gegelung geganti adalah tidak diingini, kerana ini menyebabkan lebihan voltan mekanikal pada bahagian litar magnet dan kumpulan sesentuh, dan lebihan voltan elektrik gegelung apabila litar dibuka boleh menyebabkan kerosakan penebat.
Apabila memilih mod operasi kenalan geganti, perlu mengambil kira nilai dan jenis arus beralih, sifat beban, jumlah bilangan dan kekerapan pensuisan.
Apabila menukar beban aktif dan induktif, yang paling sukar untuk kenalan adalah proses membuka litar, kerana dalam kes ini, disebabkan oleh pembentukan pelepasan arka, haus utama kenalan berlaku.
Bagaimana untuk memundurkan belitan gegelung peranti elektrik kepada jenis arus yang berbeza