Vaherelee: kuidas töötab, märgistus ja tüübid, reguleerimise ja ühendamise nüansid

Suur osa elektriskeemidest töötatakse välja ja kasutatakse nõrkvoolusüsteemides. Selliste skeemide peamine eesmärk on sisendsignaalide teisendamine vastavalt etteantud tegevusalgoritmile.

Madalpinge ja kõrgema nimipingega ahelate galvaaniliseks eralduseks kasutatakse vahereleed. Tänu väikesele suurusele ja töökindlusele on need seadmed laialt levinud erinevates valdkondades.

Seadme otstarve ja funktsioonid

Selline kommutaator on abiseade elektriahelas. Proovide multifunktsionaalsus võimaldab neid kasutada automatiseeritud, kaitse- ja reguleerimisskeemides.

Seda kasutatakse juhtudel, kui on vaja mitme autonoomse elektriskeemi sünkroonset sulgemist või avamist, teisisõnu voolukanalite paljundamist.

Auto avariinupu ühendusskeem: elektromagnetrelee ühe kontaktliiniga saab lüliti välja lülitada, teisega aga signaalblokis helilise hoiatuse edastada.

Kontaktorit saab kasutada ka võimsama relee regulaatorina, mille abil toimub kõrgepingega ahela kommuteerimine.

Võtame näiteks sellise olukorra: on vaja anda voolu lüliti induktiivpoolile, kus maksimaalne hetkeline elektromotoorjõu väärtus sisselülitamisel on 63 A. Seda ülesannet ei ole aga võimalik täita ühe elektromagnetseadme abil.

Seetõttu tuleb esmalt toide anda eraldusseadme südamiku mähisele, kasutades selle enda ühendusi, lülitada sisse suurema võimsusega kontaktor, mille ülesandeks on suurema elektrienergia kommuteerimine.

Seda detaili saab kasutada ka kaitse relee tehisliku viivituse loomiseks või, nagu öeldakse, ajaviite moodustamiseks.

Seadme konstruktiivne ehitus

Elektromagnetseadmed ühendatakse elektriahelaga, mis juhib või reguleerib toitesõlme ühendatud tooteid, et neid muundada. Käivitamist võivad mõjutada mitmesugused tegurid: toide, valgusenergia, hüdrostaatiline või gaasirõhk.

Elektromagnetrelee konstruktiivne seade: 1 – vedru; 2 – liikuv ankur; 3 – ferromagnetiline varras (südamik); 4 – mähis; 5 – alus; 6 – üks või mitu fikseeritud kontakti; 7 – täiturorgan

Standardite kohaselt koordineeritakse lihtsaimat kontaktseadet kolme põhiosaga: vastuvõttev, vahepealne ja täitev. Igaüht neist esindab individuaalne mehhanism, mis vastutab konkreetsete toimingute eest lülitussüsteemis.

Esmane, nn tundlik element reageerib sisendparameetrile ja muundab selle füüsikaliseks suuruseks, mis on vajalik kontaktori toimimiseks.

Selline vastuvõttev mehhanism on kehastatud elektromagnetilises mähises südamikuga – skeemil tähistatud numbriga 4. Olenevalt võrgust võib sellega olla ühendatud kas vahelduv- või alalispinge.

Vahelüli alustab teisendatud suuruse võrdlevat analüüsi sisseehitatud etaloniga. Niipea kui seatud väärtus saavutatakse, edastab sõlm tundliku mehhanismi signaali täiturile. See osa koosneb vastumõjuvedrudest (1) ja rahustitest.

Rahustielemente kontaktoris kasutatakse liikuvate segmentide võnkumiste kõrvaldamiseks, ajarelees aga vajaliku ajaintervalli tagamiseks.

Tootmisosas reprodutseeritakse lülitusliinide (6) kaudu, mis asuvad korpusel ploki kohal, mõju alluvale liinile ja kontaktid sulguvad.

Kontaktori tööpõhimõte

Seda tüüpi relee tööalgoritmi aluseks on elektrodünaamiliste jõudude rakendamine, mis tekivad ferromagnetikus elektrivoolu läbimisel mähise isoleeritud traadi spiraalist.

Lähtuvalt lüliti tehnilistest omadustest ja selles paiknevate kontaktühenduste arvust, ankur kas sulgeb või avab need.

Ankru (L-kujulise plaadi) algne asend on fikseeritud vedruga. Magnetile voolu andes ületab ankur koos sellel asuva lülituskontaktiga vedru jõud ja tõmbub magnetiseeritud välja poole.

Liikumisel haakub kontakttasandil asuv vars alumise kontaktiskeemiga, liigutades seda allapoole. Kui mähisele lakkab toide tulemast, tõmbab vedru ikke tagasi ja seade võtab oma algse kuju.

Vaatame näite varal, kuidas töötab elektromagnetrelee autos.

Kui see ühendada kolmefaasilise asünkroonmootoriga, teostatakse järgmised toimingud:

1. Start – signalisatsiooni sisselülitamine.
2. Käiviti rakendumine.
3. Viimase kontaktipaari sulgemine selle tulemusena – mootori mehhanismi käivitamine.

Lisaks sellele vastab just relee mootori väljalülitamise eest tagasikäigu katkemisel. Nii välditakse mootori järsu seiskumise probleemi.

Elektromagnetkontaktori tüübi tuvastamiseks kasutatakse tootmises märgistusväärtusi, mis koosnevad seadmele kantud tähtede ja numbrite kombinatsioonist.

Samuti on oluline teada, et elektromagnetrelee võib olla varustatud mitme reguleerimiskontaktide rühmaga. Nende arv sõltub täielikult konkreetse seadmemudeli otstarbest.

Vahekommutaatorite tüübid

Vahetüüpi kontaktorid vabastavad põhilised täiturseadmed. Muidu muutuvad kaarekustutustingimused rangemaks, mis põhjustaks näiteks selliste võimsate allikate nagu soojuselektrijaamad (SEJ) tootmise kahjumlikkuse.

Kasutatavad sisselülitusmeetodid

Elektromagnetkommutaatorite klassifitseerimine toimub vastavalt põhiomadustele ja -tunnustele, nimelt:

• sisselülitamise meetodi järgi;
• konstruktsiooni iseärasused — mähiste arv ja tüüp, samuti kontaktiilinide arv, seisund ja võimsus;
• toimimispõhimõtte järgi;
• rakendumise ja algasendisse tagasipöördumise aja järgi.

Lähtudes otstarbest, toodetakse kontaktorid pinge- või voolumähisega või korraga mõlema tüübiga. Eristatakse kahte ühtset meetodit nende ühendamiseks.

Elektromagnetseade peab sisse lülituma mitte ainult toiteallika tavapärasel töörežiimil, vaid ka avariinäitajate korral, töötades voolu vähendamisega kuni 40%.

Esimene ühendusviis – jadaühendus. Seade on lülitatud järjestikku teiste seadmete mähisesektsioonidesse ja töötab voolust, mis voolab läbi selle ahela kontuuri.

Järgmine – šuntühendus. Lülitatakse operatiivvooluallika nimipingeväärtustele.

Seadme konstruktsiooni iseärasused

Seadme omadused hõlmavad näidiseid ühe pinge- või voolumähise pöördega (RP-23, RP-252), kahega (RP-11) ja harva kolmega.

Alalisvoolurelee (RP-23) toodetakse nimipingeväärtustele: 12, 24, 48, 110 ja 220 V, vahelduvvoolurelee (RP-24) – 127, 220 ja 380 V.

Seade RP-23: elektromagnet mähisega, ankur varrega, liikumatud ja liikuvad kontaktid, vedru, reguleerimisplaat. Kontaktor on paigaldatud soklile ja suletud kestaga.

RP-23 ja RP-24 tüüpi lülitid on ette nähtud töötama galvaanvooluga ja neil on mõlemal 5 kontaktset liini, mida saab kasutada erinevates kombinatsioonides. Nende erinevus seisneb nende ehitus.

Teist tüüpi seadmed on varustatud sisseehitatud mehaanilise lahtisidumise indikaatoriga. Nende tarbitav võimsus baaspinge juures on 6 W. RP-25 ja RP-26 seeriad töötavad eranditult vahelduvvooluga ja on konstruktsioonilt sarnased eelmiste seadmetega.

Lisaelement – lühistatud keerd südamikul mähisega, mis on ette nähtud mehhanismi liikuva osa vibratsioonide kõrvaldamiseks. Nende tarbitav võimsus on sama – 10 W.

Hiljuti on ZAO TšEAZ (elektriaparaatide tehas Tšeboksarõs) hakanud ülalnimetatud modifikatsioonide asemel ümber orienteeruma moderniseeritud mudelitele. Need on lülitid RP16-1 (galvaanvool) ja RP16-7 (vahelduvvool), mis on varustatud kahe avamiskontaktirühma ja nelja sulgemiskontaktirühmaga.

Uue põlvkonna jaotur RP16-7 on ette nähtud lülitamiseks selektiivsetesse kaitse- ja automaatika jõuahelatesse elektrilise koormuse kommuteerimiseks.

Kahe- ja kolmemähisega perifeeriaseadmeid kasutatakse tavaliselt mitmel juhul.

Vaatleme, milliseid ülesandeid need lahendavad ja millist tüüpi seadet selleks vaja on.

1. Kui on vajadus aktiveerida töörežiim voolu abil ja hoida seda pinge abil, näiteks RP-232 seeria ühekeerdse töömähisega.
2. Kui on vajalik seadme toimimine pinge abil ja hoidumine elektrivoolust – RP-233 kahe hoidva voolukeeruga.

Samamoodi asendab TšEAZ eelkirjeldatud kontaktorid uute mudelitega RP-16-2 – RP16-4 ja RP17-1 – RP17-5.

Kommutaatorite tööpõhimõte

Kontaktseadmeid kasutatakse side ja automaatika segmendis. Tööpõhimõttest lähtudes jagatakse need neutraalseks ja polariseeritud (impulss) tüübiks.

Peamine erinevus nende vahel on see, et esimestel pole ankrute nihkumine allutatud juhtsignaali polaarsusele, teistel on seevastu otsene sõltuvus laetud osakeste liikumissuunast mähises.

Neutraalsetel lülititel on kõige lihtsam ehitus, mis koosneb kahest süsteemist: kontakt- ja magnetsüsteemist. Kontaktirühmas on kaks liikumatut ja üks üldistatud liikuv kontakt. Magnetsõlm koosneb ankrust, elektromagnetist ja ikest.

Neutraaltüüpi elektromagnetrelee skeem: c) mähisesse sissetõmmatava ankruga. Kui juhtsignaal on maksimaalsel kaugusel – ankur on südamikust eemal – on üks kontaktipaar suletud ja teine avatud.

Lisaks on elektromagnetreleed jagatud ankruliikumise iseloomu järgi: nurgeline (ujuk) ja sissetõmbeline. Magnetilise õhukanali takistusjõudude vähendamiseks liikuva plaadi ja südamiku vahel. Viimane on varustatud poolusotsikuga.

Selliseid relee-elektriskeeme kasutatakse tootmispinkide ja masinate juhtimissüsteemides. RES-6 on üks nõrkvoolukontaktorite neutraalklassi esindajaid. Seade võib olla kaheasendiline või monostabiilne. Tema nimipinge on 80–300 V, läbivool 0,1–3 A-V.

Impulsskategooria koosneb samasugustest süsteemidest. Kuid magnetosa impulssreleedest on täiendavalt varustatud kahe mähisega vardaga, samuti kontaktvardaga ja püsimagnetiga, mis loob polariseeriva voo.

Tänu sellisele toiteviisile muutub ankrut mõjutava elektromagnetjõu suund vastavalt jõuvoo suunale mähises.

Polariseeritud relee IMŠ1-0,3 ehitus: mähis, püsimagnet pooluslaudade ja plaadiga, alus, vedru, ühendusliinid. Seadme reageerimiskiiruse suurenemine saavutatakse südamiku materjali – lehtterase – arvelt.

Kontaktorid IMŠ1-0,3 on laialt levinud kui teerelee mehhanismid galvaanilise voolu impulsskaitseahelates (RZ). IMVŠ-110 kasutatakse vahelduvvooluahelates. Tehniliselt koosneb see dioodsillast, mis muundab vahelduvvoolu alalisvooluks.

Aktiveerumise ja tagasipöördumise aeg

Vahemehhanismi töölerakendumise aeg (t tõmbumine) – ajavahemik käsu saabumisest rakendumiseks kuni väljundparameetrite suurenemise alguseni. See väärtus on täielikult allutatud relee konstruktsiooni eripärale, tema ühendusskeemile ja sisendsignaalile.

Väljalülitumise aeg (t vabastamine) – intervall väljalülitussignaali andmisest kuni väljundparameetri väikseima väärtuse saavutamiseni.

Aeglustusploki skeem relee RP18 rakendumisel. Aeglustusprotsess tagatakse pooljuhtskeemide abil, mille väljundisse on ühendatud relee mähised.

Vaadeldavale releetüübile esitatakse kõrgendatud nõudeid kiirusele.

Sõltuvalt töölerakendamise ajavahemikust liigitatakse seadmed järgmiselt:

• kiiretoimelised – aeglustusaeg tõmbumisel ja väljalülitumisel kuni 0,03 s (näiteks REP37-13, RP 17-4M);
• tavalised – 0,15–0,20 s (seeria RE);
• aeglased – 1,0–1,5 s (NMM4-250, NMM4-500);
• ajalised – üle 1,5 s (RP18-2-RP18-5).

Turul esindavad neid modifikatsioone erinevad tootjad. Seetõttu võib sõltuvalt margist relee konstruktsioon pisut erineda. Kuid seadmele kantud märgistuse abil saab täpselt määrata toote parameetrid.

Mida märgistus näitab?

Kontaktori märgistuses on märgitud täielik andmekogum otstarbe ja konstruktsiooni iseärasuste kohta, sealhulgas teave kliimaversiooni kohta.

Mudeli TKE520DG tähendus: seade, mille mähise pinge on kuni 30 V ja kontaktid kuni 5 A, on kaks sulgevat kontakti, konstruktsioon võimaldab pikaajalist töörežiimi, on hermeetiline.

Vaatleme üksikasjalikult tingmärgi struktuuri näitel PE41(N) (*)(*)(*)(*)(*)/(*)(*)(*)(*)5:

1. REP – elektromagnetiline vaherelee.
2. 37 (N) – arendusnumber.
3. (*) – voolu liigi tähis mähise ahelas: 1 – alalisvool; 2 – vahelduvvool.
4. (*) – aeglustuse tüüp: 1 – aeglustus sisselülitamisel; 2 – aeglustus väljalülitamisel.
5. (*) – väärtus, mis sõltub mähiste arvust;
6. (*)(*) – sulgevate ja avavate kontaktide arvväärtus;
7. (*)(*) – toitemähise pinge või vool: alalis- (D) ja vahelduvvool (A);
8. (*)(*) – hoidmismähiste elektrijõu tähis;
9. (*) – tagumiste juhtmeliinide ühenduse tüüp ja tehnoloogia: 1 – lamejuhiga jootmiseks; 2 – paigaldus kruvikinnitusega; 3 – klemmidega kinnitus lahutatavale klemmplokile.
10. (*)5 – klimaatiline teostus ja paigutuskategooria vastavalt GOST-ile: UH – mõõdukalt külm; V – kõikidele kliimatingimustele.

Vajaliku lülitusseadme mudeli valimisel võetakse arvesse mitte ainult selle elektrotehnilisi parameetreid, vaid ka keskkonda, kus see töötab.

Kontaktori valimine toimub nõutavate karakteristikute alusel: toitepinge (V), tarbitav võimsus (W), lülitatav vool (A), kontaktgruppide arv, rakendumisaeg (s), mõõtmed

Vaatamata lüliti ettenähtud kõrgele kvaliteedile on peamine puudus kontaktisüsteemis. Eeldatakse, et puhas kontaktgrupp võib asuda ainult hermeetilistes vaakumitingimustes. Kui mõjub peamine negatiivne tegur – kokkupuude õhuga – hakkab neile tekkima oksiidkile.

Ühendamise ja reguleerimise nüansid

Pärast vahemehhanismi paigaldamist tuleb see ühendada elektriskeemiga. Selleks kasutatakse mähise kontakte ja täiendavaid ühenduselemente. Tavaliselt on seadmes mitu kontaktpaari: NO – normaalselt avatud ja normaalselt suletud (NC).

Gruppide jaotus esitatud elektriskeemil: 10-11 – normaalselt suletud kontaktid; 11-12 – normaalselt avatud kontaktid; kontaktid 1 (faas) – 3 (null) – relee toitepinge

Esimeses asendis eeldatakse signaali täielikku puudumist mähisele. Kuna sellel puudub polaarsus, võib kontaktgrupi sisemine ühendus olla teostatud suvalises järjekorras.

Ülevaatemehhanismi ühendamiseks vaatame skemaatilisi juhiseid. Eeldatav pinge mähises võib olla: 12, 24 või 220 V.

Seadme elektriskeem ilma võrku ühendamata. Selle paigaldamine toimub juhtimis- ja automaatikaskeemides. Asukoht – põhitäitja ja ülesande allika vahel.

Elektroonse käiviti reguleerimist vaatleme kõige levinuma mudeli RP-23 näitel.

Protsess koosneb järgmistest etappidest:

1. Kontrollides käivitus- ja tagasipöördepinget galvaanilise vooluallika andmisega mähisele, teostame järkjärgulist reguleerimist.
2. Süsteemi liikuva sõlme ankru tõmbamise hetkel peaks olema ühine käik 0,1-1,5 mm. Korrigeerimisprotseduuri teostame varre painutamisega L-kujulisele plaadile.
3. Aktiivse ja mitteaktiivse kontakti vahel seatakse tühiku tase väärtuste 1,5-2,5 mm piiresse. Läbipainde seadistamine toimub fikseeritud kontaktide nurga ja liikuva süsteemi ülemise piiriku kokku surumisega.
4. Ankru lõppasendis (sulgemine) on mitteaktiivsete kontaktide vajumine 0,3-0,4 mm.
5. Tasapinna keskel peaksid liikuvad ja liikumatud kontaktid ühtima. Korrigeerimine toimub plaadi ja juhtklambri liigutamise teel.

Sama meetodiga reprodutseeritakse ka relee RP-25 parameetrite seadistamine, kuid välistatakse tühik mähise südamiku ja ankru vahel tõmmatud olekus.

Järeldused ja kasulik video teemal

Elektromagnetilise relee tööpõhimõte, kus neid kasutatakse, samuti on käsitletud seadmete peamised töökindlusnäitajad. Täpsemalt videomaterjalis:

Valinud vajaliku seadme mudeli, liigume selle ühendamise ja seadistamise juurde. Põhilised nüansid on kirjeldatud esitatud lõigus:

Vahereleede konstruktsioonide tehnoloogilised arengud on alati olnud suunatud massi ja mõõtmete vähendamisele, samuti seadmete töökindluse ja paigaldusmugavuse suurendamisele. Lõpuks hakati väikseid kontaktoreid paigutama hermeetilisse korpusesse, mis on täidetud suruhapniku või heeliumi lisandiga.

Tänu sellele on sisemistel elementidel pikem kasutusiga, täites katkematult kõiki etteantud käsklusi.

Rääkige, kuidas valisite kodu elektrivõrgu jaoks vahelülitusseadme. Jagage oma valikukriteeriume. Palun kirjutage kommentaarid allolevasse plokki, lisage artikli teemaga seotud fotod, esitage küsimusi.