DC a AC relé – vlastnosti a rozdíly

V nejširším slova smyslu je relé elektronické nebo elektromechanické zařízení, jehož účelem je uzavřít nebo otevřít elektrický obvod v reakci na konkrétní vstupní podnět.

Relé je elektrické zařízení, které ovládá elektrické obvody pomocí elektromagnetického principu. Používají se k zapínání a vypínání obvodů ak ochraně zařízení. Existuje mnoho typů relé, z nichž každé je navrženo tak, aby vykonávalo specifické funkce v elektrických obvodech.

Klasické relé je elektromagnetické. Při průchodu elektrického proudu vinutím takového relé vzniká magnetické pole, které působením na feromagnetickou kotvu relé vyvolává pohyb kotvy, přičemž je mechanicky spojena s kontakty svým pohybem je uzavírá nebo otevírá. Pomocí relé je tedy možné provádět sepnutí nebo rozepnutí, tedy mechanické spínání vnějších elektrických obvodů.

Elektromagnetické relé se skládá minimálně ze tří (hlavních) částí: pevného elektromagnetu, pohyblivé kotvy a spínače.

Elektromagnet je v podstatě cívka navinutá měděným drátem na feromagnetickém jádru. Roli kotvy obvykle plní destička z magnetického kovu, která je určena k působení na spínací kontakty nebo na skupinu takových kontaktů, které vlastně tvoří reléový spínač.

Dodnes nacházejí elektromagnetická relé nejširší uplatnění v automatizačních zařízeních, telemechanice, elektronice, výpočetní technice a v mnoha dalších oblastech, kde je nutné automaticky spínat. V praxi se relé používá jako ovládaný mechanický spínač nebo spínač. Pro spínání vysokých proudů se používají speciální relé nazývaná stykače.

Tím vším se elektromagnetická relé dělí na relé stejnosměrná a relé střídavá, podle toho, jaký druh proudu musí být přiváděn do vinutí relé, aby jeho spínač fungoval. Dále se podívejme na rozdíly mezi DC relé a AC relé.

DC elektromagnetické relé

Hovoříme-li o stejnosměrném relé, obvykle máme na mysli neutrální (nepolarizované) relé, které reaguje na proud v libovolném směru ve svém vinutí stejně – kotva je přitahována k jádru, otevírá (nebo uzavírá) kontakty. Podle provedení kotvy mohou být relé s výsuvnou kotvou nebo s otočnou kotvou, ale v každém případě jsou tyto výrobky funkčně zcela podobné.

Zatímco ve vinutí relé neteče proud, jeho kotva je co nejdále od jádra díky působení vratné pružiny. V tomto stavu jsou kontakty relé rozepnuté (u spínacího relé nebo u spínací skupiny kontaktů daného relé) nebo sepnuté (u spínacího relé nebo u spínací skupiny kontaktů).

Při průchodu stejnosměrného proudu vinutím relé se v jádru a ve vzduchové mezeře mezi jádrem a kotvou relé vytvoří magnetický tok, který iniciuje magnetickou sílu, která mechanicky přitáhne kotvu k jádru.

Kotva, pohybující se, převádí kontakty do opačného stavu než byl původní – sepne kontakty, pokud byly ve výchozím stavu rozepnuté, nebo rozepne, pokud výchozí stav kontaktů byl sepnut.

Pokud relé obsahuje dvě skupiny kontaktů opačného počátečního stavu, pak ty, které byly sepnuté, otevírají a ty, které byly otevřené, se zavírají. Takto funguje stejnosměrné relé.

AC elektromagnetické relé

V některých případech se stává, že zdrojem energie pro napájení vinutí relé může být pouze střídavý proud. Pak nezbývá nic jiného, ​​než pro spínání použít relé na střídavý proud, tedy relé, jehož vinutí je schopno ovlivňovat kotvu, když jí prochází střídavý než stejnosměrný proud.

Na rozdíl od stejnosměrného relé poskytuje střídavé relé stejných rozměrů a s podobnou průměrnou hodnotou magnetické indukce ve svém jádru poloviční magnetickou sílu na kotvu než u stejnosměrného relé.

Jde o to, že elektromagnetická síla v případě střídavého proudu, pokud by byla aplikována na vinutí klasického relé, by měla výrazný pulzující charakter a během periody oscilace napájecího střídavého napětí by se dvakrát vynulovala.

To znamená, že kotva bude vystavena vibracím. To by se ale stalo, kdyby nebyla přijata další opatření. A jsou aplikována další opatření, která přesně vytvářejí rozdíly v konstrukcích AC a DC relé.

Střídavé relé je navrženo a funguje následovně. Střídavý magnetický tok hlavního vinutí, procházející štěrbinovou částí jádra, je rozdělen na dvě části. Jedna část magnetického toku prochází stíněnou částí děleného pólu (přes tu, na které je instalován vodivý závit nakrátko), zatímco druhá část magnetického toku prochází nestíněnou částí děleného pólu.

Protože EMF a tedy i proud jsou indukovány ve zkratovaném závitu, magnetický tok daného závitu (proud v něm indukovaný) působí proti magnetickému toku, který jej způsobuje, což vede k tomu, že magnetický tok v části jádra se závitem se fázově zpožďuje od toku v části jádra bez závitu o 60-80 stupňů.

V důsledku toho celková tažná síla na kotvu nikdy neklesne na nulu, protože oba proudy procházejí nulou v různých časech a v kotvě nedochází k žádným významným vibracím. Výsledná síla na kotvu takto vytvořená je schopna vyvolat komutační efekt.

Volba mezi DC a AC relé závisí na konkrétní aplikaci. DC relé jsou vhodnější pro elektrické obvody, které vyžadují stabilitu a spolehlivost, zatímco AC relé jsou univerzálnější a široce používaná v různých oblastech.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře

Jakmile se ocitnete v jakémkoli starém rozvaděči, ať už je to 0,4, 6 nebo 10 kV, a otevřete reléový prostor, uvidíte obdélník v pruhovaném plexi nebo černém plastu. A bude na něm uvedeno RT 40, pod ním může být uvedeno KA1. Obecně je tento materiál věnován proudovému relé RT40, které zná každý člověk zabývající se ochranou relé.

Takže naše sekce je přepis. Vezměme si například RT140/6.

• RT – proudové relé
• 1 – vyrobeno v jednotné skořápce
• 40 – vývojové číslo zařízení (neaktuální)
• 6 — maximální hodnota vybavovacího proudu

Co může znamenat jednotný shell? V odpovědi na tuto otázku jsem se obrátil na internet. Jediný rozdíl, který jsem našel, byl způsob připevnění krytu relé k tělu. U relé RT140 se upevnění provádí šroubem. Není to nejpohodlnější, protože když odšroubujete kryt, může spadnout šroub s podložkou. Ale pokud vaše ruce rostou ze správného místa, pak by neměly být žádné problémy. V případě RT-40 se upevnění provádí pomocí západek.

Zde je jedinou okolností, opět spojenou s křivýma rukama, kdy při pokusu sejmout kryt, můžete náhodně dostat jeden z vašich prstů pod napětí nebo napětí, protože sebou nedobrovolně škubnou. Myslím, že mě někteří lidé pochopí.

Reléové zařízení RT40

Abychom pochopili princip činnosti jakéhokoli relé, je možné, ale ne nutné, zjistit, z čeho se skládá. Chcete-li to provést, podívejte se na obrázek níže a prostudujte si jej. Zdrojem obrázku, stejně jako podkladem pro napsání článku, je kromě osobního přání a zkušeností číslo 526 Knihovny elektrotechnika (L.S. Ždanov, V.V. Ovčinnikov – Elektromagnetická proudová a napěťová relé RT a RN).

Na obrázku výše:

• a — konstrukce relé RT-40;
• b – izolační blok s pevnými kontakty;
• in — nastavovací jednotka;
• g — kontaktní uzel;
• 1 — jádro;
• 2 — rám cívky s vinutím;
• 3 – kotva;
• 4 – spirálová pružina;
• 5 – pohyblivý kontakt;
• 6 – levý doraz;
• 7 — pravý pár kontaktů;
• 8 — levý pár kontaktů;
• 9 — izolační blok;
• 10 — držák pružiny;
• 11 — tvarový šroub;
• 12 – šestihranná objímka;
• 13 — stupnice nastavení;
• 14 — nastavení ukazatele;
• 15 — hřídel horní nápravy;
• 16 – stopka;
• 17 — tvarovaná deska;
• 18 — pérová podložka;
• 19 – bronzový štítek se stříbrným proužkem;
• 20 — přední doraz;
• 21 — zadní pružný doraz;
• 22 — tlumič vibrací;
• 23 – hliníkový stojan.

Relé se skládá z jádra ve tvaru U sestaveného z ocelových plechů. To se provádí za účelem snížení parazitních proudů.

Na jádře jsou umístěny dvě cívky. Ale ne přes měď k oceli, ale přes plastové rámečky, na kterých jsou navinuté právě tyto cívky. Začátky a konce vinutí cívky jsou vyvedeny na svorkovnici, která je umístěna na plastovém pouzdře.

Kotva ve tvaru L je vyrobena z ocelového plechu. Tvar L je zvolen pro zmenšení velikosti vzduchové mezery, když se kontakty relé pohybují z jedné polohy do druhé.

Ke kotvě je pevně připevněn izolační blok, na jehož konci jsou umístěny pohyblivé můstkové kontakty.

Kotva ve tvaru L je připevněna k držáku ve tvaru U. K horní části tohoto držáku je připevněn plastový buben s hliníkovým víkem, naplněný prosátým pískem. Tato část funguje jako tlumič vibrací pro pohyblivý systém.

Poloha kotvy je omezena levým a pravým mosazným dorazem, což jsou čepy.

Po stranách relé jsou kontakty relé (rozepnuté a sepnuté) a začátky a konce vinutí. Pokud se podíváte na relé zepředu, budou vlevo lichá čísla (1, 3, 5, 7) a vpravo sudá čísla (2, 4, 6, 8). 1 a 3 jsou otevřené kontakty, 5 a 7 jsou sepnuté kontakty. Sudá čísla odpovídají vývodům cívky. Vinutí lze zapojit sériově i paralelně. Tím se reguluje maximální hodnota nastavení. Pokud je propojka instalována na svorkách 4,6, odpovídá hodnota stupnice číslům na ní vytištěným. Pokud umístíte propojku na 2-4 a druhou propojku na 6-8, pak by se hodnota stupnice měla vynásobit dvěma. Za zmínku také stojí, že digitální označení, jako na schématu, se na relé nevztahují.

Princip činnosti RT 40

Poté, co jsme se trochu seznámili se součástmi relé a jejich účelem, pochopme princip fungování zařízení.

Činnost relé RT 40 je založena na elektromagnetickém systému s příčnou kotvou. Proud prochází vinutím relé a vytváří magnetický tok F. Magnetický tok je uzavřen jádrem a kotvou. Kotva se zmagnetizuje. Magnetické póly kotvy a jádra jsou směrovány v opačných směrech. V důsledku toho vzniká síla Fel, která přitahuje kotvu k jádru.

Pokud se směr proudu obrátí, kotva bude stále přitahována, protože se změní póly jádra i kotvy. To znamená, že činnost relé nezávisí na směru proudu a může pracovat jak na stejnosměrný, tak na střídavý proud.

Мпр je protipůsobící moment, který je vždy přítomen a závisí na stupni stlačení pružiny. Při průchodu proudu vzniká elektrický moment, který přitahuje kotvu k jádru. Když se protipůsobící a elektrické momenty vyrovnají, kotva se začne pohybovat a můstek s kontakty se přesune ze zapínacích kontaktů na rozpínací.

To znamená, že úpravou nastavení v relé změníme protipůsobící moment a tím zvýšíme nebo snížíme požadovaný proud pro činnost relé.

Odpor relé je výrazně nižší než odpor sítě, ke které je připojeno, takže RT-40 nemá zásadní vliv na hodnotu proudu.

Charakteristika relé RT40

Proudové relé RT 40, stejně jako ostatní relé, má vlastnosti, které jsou nezbytné pro správný výběr a činnost relé. Tyto informace jsou uvedeny na těle a v pokynech. Uveďme si hlavní charakteristiky.

• Provozní proud relé je nejnižší proud, při kterém bude pracovat.
• Zpětný proud je nejvyšší proud, při kterém se relé vrátí do své původní polohy. To znamená, že plynule dodáváme proud od nuly. Když jsou kontakty spuštěny (to lze vidět vizuálně, pokud sejmete kryt), zaznamenáme spouštěcí proud. Poté plynule snížíme proud zpět na nulu a při odpadnutí relé zaregistrujeme zpětný proud. To se děje u relé, která se nazývají maximální.
• Návratový koeficient (kв) PT40 je poměr zpětného proudu k provoznímu proudu. Hodnota kv je: při minimálním nastavení 0,8 a při ostatních nastaveních ne menší než 0,85.

Pokud relé nepůsobí ke zvýšení proudu, jak je uvedeno výše pro maximální relé, ale ke snížení proudu, pak se tato relé nazývají minimální relé. Pro minimální relé je normální režim, když je relé vytaženo. Pokud proud klesne na nastavenou hodnotu, relé se odpojí – tento proud bude vybavovacím proudem. Když se proud zvýší, relé se znovu přitáhne a tato hodnota proudu bude zpětný proud. A kV pro minimální relé bude větší než 1.

Charakteristické tabulky

Charakteristika sériově zapojených cívek RT40

Charakteristika paralelního zapojení cívek RT40

Charakteristika příkonu, počtu a průměru závitů RT40

Typ izolace vodičů vinutí (hvězdičky v poslední tabulce):

• * – dvě vrstvy vysoce pevného smaltu
• ** — dvě vrstvy vinutí ze skleněných vláken bez alkálií impregnované žáruvzdorným lakem

Typy relé RT-40

Kromě jednoduchých relé RT40 a RT140 se vyskytovaly a vyskytují následující typy:

• RT 40/1D – používá se, když je proud protékající relé dlouhodobě vyšší než jmenovitý provozní proud. Pro tyto účely je použit saturovatelný transformátor, který je umístěn v pouzdře relé Jednoduché relé RT 40 tyto funkce nezvládá z důvodu ohřevu vinutí, která nesplňují podmínky tepelné stability.
• RT 40/F – používá se v obvodech, kde je potřeba filtrovat třetí harmonické
• RT 40/R – toto relé se používá v sítích, kde je aplikována úroveň. Účelem tohoto třífázového relé je řídit přítomnost a nepřítomnost proudu ve fázi

Relé RT40 je nějak nativní, protože je rozšířené jak v distribučních zařízeních, tak na laboratorních stojanech vzdělávacích institucí. A studovali to na univerzitě. V nových rozvodných skříních už to nenajdete, ale protože modernizace není hotová za jeden den, budeme je vídat a opravovat ještě hodně dlouho.

Pamatuji si jednu z prvních prací na stavbě, v sestavě RTZO byla elektromechanická relé nebo co. Sejmete víko, vyjmete papír a nastavíte nastavení. I když je možné, že to nebyl RT-40, ale RP. Všeobecně přeji všem, aby zažili méně úrazů elektrickým proudem!