A Univerzální elektromagnetické relé je elektromechanické spínací zařízení, které používá malý řídicí signál, typicky nízkonapěťový stejnosměrný nebo střídavý zdroj cívky, k otevření nebo uzavření samostatného, často mnohem většího, zátěžového obvodu prostřednictvím elektromagnetického působení spíše než přímého elektrického kontaktu. Když proud protéká vnitřní cívkou, generuje magnetické pole, které táhne pohyblivou kotvu proti pružině a tato kotva mechanicky přepíná sadu kontaktů, aby dokončila nebo přerušila zátěžový obvod. Tato konstrukce dává relé dvě vlastnosti, díky kterým je užitečné téměř v každém odvětví: elektrická izolace mezi řídicí stranou a stranou zátěže a schopnost ovládat velkou zátěž velmi lehkým řídicím signálem. Slovo pro všeobecné použití jej konkrétně odlišuje od relé pro speciální účely, protože jednotka pro všeobecné použití je navržena tak, aby spolehlivě fungovala v širokém rozsahu standardních napětí, zátěží a stylů montáže, než aby byla navržena pro jednu úzkou aplikaci.
Jak vlastně funguje elektromagnetické přepínání
Vnitřní mechanismus elektromagnetického relé pro všeobecné použití sleduje konzistentní sekvenci bez ohledu na výrobce nebo tvarový faktor. Cívka navinutá kolem magnetického jádra je buzena řídicím napětím, které vytváří magnetické pole dostatečně silné, aby překonalo napětí vratné pružiny držící kotvu v její klidové poloze. Jak se kotva pohybuje, mechanicky pohání sadu kontaktů relé, a to buď sepnutím kontaktů, které byly rozepnuté, rozepnutím kontaktů, které byly sepnuté, nebo přepnutím sdíleného kontaktu mezi dvěma polohami v závislosti na konfiguraci relé. Když je cívka bez napětí, pružina stáhne kotvu zpět do jejího klidového stavu a kontakty se vrátí do své původní polohy.
Základní provozní sekvence
- Řídicí napětí je přivedeno na svorky cívky
- Cívka pod napětím vytváří kolem svého jádra magnetické pole
- Magnetické pole táhne kotvu a překonává vratnou pružinu
- Pohyb kotvy mechanicky spíná kontakty na straně zátěže
- Odstraněním ovládacího napětí pružina vrátí kontakty do jejich klidového stavu
Klíčové specifikace, které definují relé pro všeobecné použití
Výběr nebo specifikace správného relé spočívá v malém souboru základních parametrů, které se objevují v podstatě na každém datovém listu. Chybné uvedení je nejčastější příčinou předčasného selhání relé, protože překročení jmenovité hodnoty cívky může cívku spálit a poddimenzování jmenovité hodnoty kontaktu pro připojenou zátěž může časem způsobit přivaření kontaktů nebo jiskření.
Odkaz na základní specifikaci
| Specifikace | Co to definuje | Společné hodnoty |
| Napětí cívky | Řídicí signál potřebný k aktivaci relé | 5V, 12V, 24V, 48V, 110V, 220V, AC nebo DC |
| Hodnocení kontaktu | Maximální proud a napětí, které mohou kontakty bezpečně spínat | 3A, 6A, 10A, 16A při 250VAC nebo 30VDC |
| Konfigurace kontaktu | Uspořádání normálně otevřených, normálně uzavřených nebo přepínacích kontaktů | SPDT, DPDT, 3PDT, 4PDT |
| Styl montáže | Jak se relé fyzicky instaluje do panelu nebo krytu | Zásuvná zásuvka, DIN lišta, PCB, šroubový držák |
Tyto parametry a jejich testovací metody jsou formalizovány v průmyslových standardech jako např BS EN 61810-1 , která pokrývá obecné požadavky na elektromechanická elementární relé, a SAE AS5363 , obecná specifikace pro relé elektromechanického regulátoru výkonu, na obě se odkazuje v pokynech GlobalSpec pro výběr elektromechanických relé.
Pochopení konfigurací kontaktů
Konfigurace kontaktu popisuje, kolik samostatných obvodů může jedno relé spínat a v jakém vzoru. Normálně otevřený kontakt zůstává otevřený, když je cívka bez napětí, a sepne, když je nabuzena, zatímco normálně zavřený kontakt dělá opak a přepínací kontakt kombinuje oba v jedné sestavě, takže relé může nasměrovat napájení do jedné ze dvou cest. Vícepólová relé rozšiřují stejnou logiku přes několik nezávislých kontaktních sad řízených jednou cívkou, a proto existují konstrukce jako DPDT, 3PDT a 4PDT pro aplikace, které potřebují spínat více obvodů současně z jednoho řídicího signálu.
Přizpůsobení relé typu zátěže
Uvedený jmenovitý kontakt kontaktů na datovém listu předpokládá odporovou zátěž, ale skutečné zátěže nejsou vždy odporové a tento rozdíl významně ovlivňuje, jak by mělo být relé dimenzováno. Podle pokynů pro výběr zveřejněných pro kupující průmyslových relé určuje spínaná zátěž zhruba 80 procent správného výběru relé a různé typy zátěže vyžadují různé přístupy ke snížení:
- Odporové zátěže, jako jsou topná tělesa a žárovky, obecně potřebují jmenovitý kontakt 1,25 krát maximální zatěžovací proud
- Indukční zátěže, jako jsou motory, solenoidy a transformátory, by měly používat kontaktní materiály odolné proti oblouku, jako je AgSnO2 nebo AgNi, s jmenovitým kontaktem 2 až 3krát ustálený zatěžovací proud pro zvládnutí zapínacího proudu a zpětného EMF
- Kapacitní zátěže, jako jsou napájecí zdroje a ovladače LED, vyžadují pozornost, aby byla schopna odolat nárazovému proudu, aby se zabránilo svařování kontaktů během spouštění
Kde se skutečně používají elektromagnetická relé pro všeobecné účely
Definující charakteristikou relé pro všeobecné použití je to, že se objevuje téměř všude, kde je třeba oddělit elektrické ovládací a zátěžové obvody. Mezi běžné oblasti použití patří průmyslové ovládací panely a přepínání signálů PLC, automatizační zařízení, systémy HVAC a ovládání osvětlení, domácí a komerční spotřebiče, napájecí jednotky a bezpečnostní a kancelářská automatizační zařízení. Většina spínacích scénářů nízkého až středního zatížení až do jmenovitého proudu přibližně 12 A spadá do praktického rozsahu standardního relé pro všeobecné použití, než aplikace začne místo toho vyžadovat zařízení pro vyšší zatížení nebo speciální zařízení.
Mechanické vs pevné skupenství: Proč stále dominuje elektromagnetický design
Relé pro všeobecné použití jsou obvykle konstruována jako elektromechanická nebo polovodičová zařízení, a přestože obě zátěže spínače, nejsou v aplikaci zaměnitelné. Elektromechanický nebo elektromagnetický typ fyzicky pohybuje cívkou poháněnou kotvou ke spínacím kontaktům, což z něj činí jednoduché, nákladově efektivní a snadno kontrolovatelné řešení, ačkoli pohyblivé části jsou náchylnější k mechanickému opotřebení ve velmi vysokofrekvenčních spínacích aplikacích. Polovodičová relé nahrazují cívku a kotvu polovodičovým spínáním, což umožňuje menší, tišší a často odolnější konstrukci pro aplikace s vysokým cyklem, ale obvykle přichází za vyšší jednotkovou cenu. Pro velkou většinu standardních řídicích, automatizačních a spotřebičových aplikací, kde je spínací frekvence mírná, zůstává elektromagnetický typ výchozí volbou z důvodu jeho spolehlivosti, jednoduché diagnostiky a nižších nákladů na jednotku.
Kontrolní seznam pro výběr elektromagnetického relé pro všeobecné použití
- Potvrďte napětí cívky a typ napájení, protože AC cívka a DC cívka dimenzované na stejné číslo napětí nejsou zaměnitelné
- Přizpůsobte jmenovitý kontakt kontaktu vašemu skutečnému typu zátěže, podle potřeby snižte u indukčních nebo kapacitních zátěží
- Vyberte konfiguraci kontaktu, SPDT, DPDT, 3PDT nebo 4PDT, podle toho, kolik obvodů potřebuje relé ovládat
- Vyberte si styl montáže, zásuvku, lištu DIN nebo desku plošných spojů, která se hodí k designu vašeho panelu nebo skříně
- Zkontrolujte faktory prostředí, jako je teplota, vlhkost a vibrace, s ohledem na jmenovité provozní podmínky ochrany
Elektromagnetické relé pro všeobecné použití funguje tak, že pomocí malého magnetického pole poháněného cívkou mechanicky spíná samostatný zátěžový obvod, což inženýrům poskytuje spolehlivý, elektricky izolovaný způsob ovládání všeho od osvětlení a zařízení HVAC po průmyslovou automatizaci a obvody spotřebičů pomocí jediného standardizovaného zařízení. Správné nastavení napětí cívky, jmenovité hodnoty kontaktů, konfigurace kontaktů a snížení zátěže je to, co odděluje relé, které vydrží roky, od relé, které brzy selže v důsledku vyhoření cívky nebo svařování kontaktů. A správně specifikováno Univerzální elektromagnetické relé poskytuje výrobcům ovládacích panelů a návrhářům zařízení spolehlivou, cenově výhodnou spínací součást, která vyhovuje velké většině standardních požadavků na napětí, proud a montáž, které se vyskytují v průmyslových a komerčních elektrických systémech.
