Osnove releja in industrijske aplikacije

Rele je električna komponenta, ki omogoča samodejno krmiljenje vezja s spremembami vhodnih signalov. Ko vhodna količina doseže nastavljeno stanje, lahko zaključi preklopno dejanje v izhodnem vezju, bodisi poveže, odklopi ali spremeni vezje. Široko se uporablja v krmiljenju avtomatizacije, energetskih sistemih, industrijski opremi, novih energetskih napravah, komunikacijski opremi in avtomobilski elektroniki ter je pomemben sestavni del industrijskih nadzornih sistemov.

 

V bistvu je rele vrsta »samodejnega stikala«, ki lahko z majhnim tokom krmili delovanje visoko{0}}tokovnega tokokroga in tako doseže funkcije, kot so samodejno prilagajanje, varnostna zaščita, pretvorba signala in daljinsko upravljanje. V sodobni industrijski opremi releji običajno vključujejo železno jedro releja, jedro elektromagneta in jedro tuljave releja iz visoko-prepustnih magnetnih materialov za izboljšanje magnetne prepustnosti in delovne občutljivosti.

 

 

 

Rele je običajno sestavljen iz sistema magnetnega vezja, pogonskega sistema in kontaktnega sistema, ki vključuje predvsem železno jedro, tuljavo, armaturo, kontaktni sklop in mehanizem za ponastavitev.

 

Ko je tuljava pod napetostjo, se znotraj tuljave ustvari magnetno polje. Ta magnetna sila pritegne armaturo, zaradi česar se premakne in preklopi kontakte ter tako nadzoruje vklop ali izklop vezja. Ko je tuljava -izklopljena, magnetno polje izgine in kontakti se pod delovanjem sile vzmeti vrnejo v prvotno stanje.

 

Pri proizvodnji industrijskih relejev se v magnetnem vezju običajno uporabljajo jedra iz čistega železa in jedra iz mehkega magnetnega železa za releje. Njihove glavne značilnosti vključujejo:

 

Stabilna magnetna prepustnost

Nizka izguba histereze

Hitra hitrost odziva

Nizek preostali magnetizem

Dobra odpornost proti utrujenosti

 

DT4C Iron Core in DT4C AC Relay Iron Core sta tipična mehka magnetna materiala iz čistega železa, primerna za AC releje in visoko-frekvenčna delovna okolja.

 

 

Delovni proces releja lahko razdelimo na dve stopnji: vklop in izklop.

 

Ko tuljava prejme svojo nazivno napetost, magnetno polje ustvari elektromagnetno privlačnost, ki potisne armaturo, da se premakne, kar povzroči, da se normalno odprti kontakti zaprejo in normalno zaprti kontakti odprejo. Ko je napajanje prekinjeno, magnetno polje izgine in armatura se vrne v prvotni položaj pod delovanjem povratne vzmeti, kontakti pa se vrnejo v prvotno stanje.

 

V tem procesu magnetne lastnosti jedra za elektromagnetni rele neposredno vplivajo na čas delovanja, stabilnost in življenjsko dobo releja. Visoko-kakovostna relejna jedra iz čistega železa učinkovito zmanjšajo magnetne izgube in izboljšajo doslednost delovanja.

 

Nekateri industrijski releji uporabljajo tudi nikljano jedro releja s postopkom bakrene podlage za izboljšanje odpornosti proti koroziji in dimenzijske stabilnosti, zaradi česar so primerni za vlažna, visoka-temperaturna in zapletena industrijska okolja.

 

 

1. Razširitev nadzornega območja

Releji lahko preklapljajo več tokokrogov z enim krmilnim signalom, hkrati nadzorujejo več naprav in igrajo ključno vlogo v sistemih avtomatizacije.

 

2. Ojačitev vezja

Releji lahko nadzorujejo večje močnostne obremenitve z majhnimi vhodnimi signali, kar omogoča nadzor nizke-napetosti visoko{1}}napetostnih sistemov.

 

3. Samodejno krmiljenje in zaklepanje

Releji lahko tvorijo avtomatizirana krmilna vezja s PLC-ji, senzorji, kontaktorji in drugimi komponentami, da dosežejo logično krmiljenje, zaščito pred zaklepanjem in preklapljanje stanja.

 

4. Varnostna zaščita

Releji zagotavljajo zaščito pred prenapetostjo, prenapetostjo, prenizko napetostjo, časovno-zakasnitvijo in zaščito pred pregrevanjem ter se pogosto uporabljajo v varnostnih sistemih industrijske opreme.

 

 

Čeprav releji in kontaktorji delujejo na podobnih principih, se njihove uporabe razlikujejo.

 

Releji se uporabljajo predvsem v krmilnih tokokrogih in krmiljenju signalov, primerni za -nizke tokove ali logične krmilne sisteme; kontaktorji se večinoma uporabljajo za krmiljenje glavnega tokokroga, primerni za pogosto vklapljanje ali izklapljanje visoko{1}}obremenitev.

 

Na splošno:

Releji imajo manjšo kontaktno zmogljivost. Kontaktorji imajo večjo kontaktno zmogljivost. Releji poudarjajo natančnost krmiljenja. Kontaktorji poudarjajo nosilnost.

 

Pri industrijskem nadzoru zmogljivost Iron Core for Industrial Control Relay neposredno vpliva na odzivno hitrost in stabilnost releja.

 

 

 

Nazivna delovna napetost

To se nanaša na napetost, ki jo potrebuje tuljava releja za normalno delovanje, in jo lahko razdelimo na tipe AC in DC.

Vnesite-napetost in sprostite napetost

Vlečna-napetost je najmanjša napetost, ki je potrebna, da rele začne delovati; sprostitvena napetost je vrednost napetosti, ko se rele vrne v prvotno stanje.

Kontaktna zmogljivost

To se nanaša na največjo napetost in tok, ki ju lahko prenaša rele, kar določa njegovo krmilno sposobnost.

Odpornost tuljave

Enosmerni upor tuljave vpliva na porabo energije in odvajanje toplote.

Mehanska življenjska doba proti električni

Mehanska življenjska doba se nanaša na število operacij brez-obremenitve; električna življenjska doba se nanaša na življenjsko dobo v pogojih obremenitve.

 

 

Elektromagnetni releji

Elektromagnetni releji so najpogosteje uporabljen tip v industriji, za katerega je značilna preprosta zgradba, hitra odzivnost in preprosto vzdrževanje.

Njihovo jedro magnetnega vezja običajno uporablja jedra iz mehkega magnetnega železa za releje in jedra tuljav za elektromagnetne releje za izboljšanje učinkovitosti magnetnega odziva.

Trenutno se pri izdelavi preciznih relejev pogosto uporabljajo postopki hladnega{0}}kovanja relejskih jeder in železnega jedra DT4C, ki učinkovito izboljšujejo dimenzijsko natančnost in doslednost serije.

 

Vmesni releji

Vmesni releji se večinoma uporabljajo za ojačanje signala, logično pretvorbo in razširitev kontaktov ter se pogosto uporabljajo v krmilnih sistemih PLC.

Njihove značilnosti vključujejo:

Število stikov
Občutljivo delovanje
Majhna velikost
Zanesljiv nadzor

Nekateri izdelki uporabljajo jeklena jedra relejev in jedra relejev iz čistega železa za izboljšanje stabilnosti v okoljih pogostega delovanja.

 

Trenutni rele

Tokovni releji delujejo na podlagi sprememb toka, predvsem pa se uporabljajo za zaščito pred prevelikim in podtokovnim tokom.

Njihove tuljave so običajno zaporedno povezane v glavnem vezju za-nadzor toka v realnem času.

 

Napetostni rele

Napetostni releji delujejo na podlagi sprememb napetosti in zagotavljajo zaščito pred prenapetostjo, podnapetostjo in nič{0}}napetostjo.

Zaradi potrebe po-nadzoru napetosti v realnem času imajo njihove tuljave običajno visoko impedanco.

 

Časovni rele

Časovni releji omogočajo krmiljenje z zamikom in se običajno uporabljajo za krmiljenje časa v avtomatizirani proizvodni opremi.

Glede na strukturo jih lahko razdelimo na:

Elektromagnetno
Elektronski
Zračno-blaženje
Digitalno

Sodobni industrijski sistemi ponavadi uporabljajo elektronske časovne releje za izboljšanje natančnosti krmiljenja.

 

Termični rele

Termični releji se uporabljajo predvsem za zaščito pred preobremenitvijo motorja. Njihovo jedro temelji na deformaciji bimetalnega traku zaradi toplote, ki aktivira kontakte.

Učinkovito preprečujejo:

Preobremenitev motorja

Eno{0}}fazno delovanje

Dolgotrajen prekomerni tok

 

Rele za hitrost

Releji hitrosti se uporabljajo predvsem za nadzor zaviranja motorja in zaznavanje hitrosti.

Ko hitrost motorja doseže nastavljeno vrednost, se aktivirajo kontakti releja, s čimer se doseže krmiljenje zaklepanja ali vzvratno zaviranje.

 

Rele nivoja tekočine

Releji nivoja tekočine dosegajo samodejno krmiljenje z zaznavanjem sprememb nivoja tekočine in se pogosto uporabljajo v:

Sistemi za čiščenje vode
Oprema za shranjevanje tekočin
Industrijski hladilni sistemi

Tlačni rele

Tlačni releji se večinoma uporabljajo v hidravličnih in pnevmatskih sistemih za doseganje zaznavanja tlaka in avtomatskega krmiljenja.

Ko tlak doseže nastavljeno vrednost, se kontakti samodejno preklopijo in dosežejo povezavo opreme.

 

 

Magnetna zmogljivost in življenjska doba releja sta v veliki meri odvisna od materiala jedra.

Sodobni industrijski releji običajno uporabljajo:

 

Jedro iz čistega železa
Električar Pure Iron Core
Mehka magnetna železna jedra za releje
Jekleno jedro releja

Ti materiali imajo visoko prepustnost in nizko koercitivnost ter učinkovito izboljšujejo:

Hitrost aktiviranja
Aktivacijska stabilnost
Nizka poraba energije
Visok{0}}frekvenčni odziv

 

Kar zadeva proizvodne procese, postopki hladnega čiščenja relejnega jedra in hladnega kovanja relejnega jedra izboljšajo konsistenco dimenzij izdelka in mehansko trdnost, zaradi česar so primerni za masovno avtomatizirano proizvodnjo.

 

Poleg tega natančne strukturne komponente, kot so jedrne in relejne zatiči, prav tako vplivajo na natančnost sestavljanja in dolgoročno-stabilnost relejev.

 

 

 

Z razvojem industrijske avtomatizacije, nove energije, električnih vozil in inteligentne proizvodnje se releji razvijajo v naslednje smeri:

 

Miniaturizacija
Visoka zanesljivost
Visoka frekvenca
Nizka poraba energije
Inteligenca
Dolga življenjska doba

 

Povpraševanje poJedro iz čistega železa, delov relejev z železnim jedrom in visoko{0}}zmogljivih mehkomagnetnih materialov še naprej raste.

 

V prihodnosti bodo visoko{0}}natančna mehka magnetna jedra serije DT4C, natančna tehnologija hladne smeri in zelo stabilne elektromagnetne strukture postale pomembne razvojne usmeritve za industrijske releje.