Rơle điện từ: thiết bị, đánh dấu, chủng loại + chi tiết kết nối và điều chỉnh

Chuyển đổi tín hiệu điện thành đại lượng vật lý tương ứng - chuyển động, lực, âm thanh, v.v.v.v. được thực hiện bằng cách sử dụng bộ truyền động. Ổ đĩa nên được phân loại là bộ chuyển đổi vì nó là thiết bị thay đổi một loại đại lượng vật lý sang một loại đại lượng vật lý khác.

Biến tần thường được kích hoạt hoặc điều khiển bằng tín hiệu lệnh điện áp thấp. Nó còn được phân loại thành thiết bị nhị phân hoặc liên tục dựa trên số lượng trạng thái ổn định. Vì vậy, rơle điện từ là một bộ truyền động nhị phân, có tính đến hai trạng thái ổn định sẵn có: bật - tắt.

Bài viết trình bày chi tiết về nguyên lý hoạt động của rơle điện từ và phạm vi sử dụng của các thiết bị.

Cơ bản về thiết kế ổ đĩa

Thuật ngữ "rơle" là đặc trưng của các thiết bị cung cấp kết nối điện giữa hai hoặc nhiều điểm thông qua tín hiệu điều khiển.

Loại rơle điện từ (EMR) phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất là thiết kế cơ điện.

Đây chính là thiết kế của một loạt sản phẩm được gọi là rơ-le điện từ. Trên đây là phiên bản đóng của cơ chế sử dụng nắp mica trong suốt

Sơ đồ điều khiển cơ bản cho bất kỳ thiết bị nào luôn cung cấp khả năng bật và tắt thiết bị. Cách dễ nhất để thực hiện các bước này là sử dụng công tắc khóa nguồn.

Công tắc vận hành bằng tay có thể được sử dụng để điều khiển, nhưng có nhược điểm. Hạn chế rõ ràng của chúng là thiết lập trạng thái “bật” hoặc “tắt” một cách vật lý, tức là theo cách thủ công.

Các thiết bị đóng cắt thủ công thường có kích thước lớn, tác dụng chậm, có khả năng đóng cắt dòng điện nhỏ.

Cơ cấu chuyển mạch thủ công là “họ hàng xa” của rơle điện từ. Cung cấp chức năng tương tự - chuyển đổi dây chuyền làm việc, nhưng được điều khiển hoàn toàn thủ công

Trong khi đó, rơle điện từ chủ yếu được thể hiện bằng các công tắc điều khiển bằng điện. Các thiết bị có hình dạng, kích thước khác nhau và được phân chia theo mức công suất định mức. Khả năng ứng dụng của họ rất rộng lớn.

Các thiết bị như vậy, được trang bị một hoặc nhiều cặp tiếp điểm, có thể là một phần của thiết kế duy nhất của bộ truyền động công suất lớn hơn - công tắc tơ, được sử dụng để chuyển đổi điện áp nguồn hoặc các thiết bị điện áp cao.

Nguyên tắc cơ bản của hoạt động EMR

Theo truyền thống, rơle loại điện từ được sử dụng như một phần của mạch điều khiển chuyển mạch điện (điện tử). Trong trường hợp này, chúng được lắp đặt trực tiếp trên bảng mạch in hoặc ở vị trí tự do.

Cấu trúc chung của thiết bị

Dòng tải của các sản phẩm được sử dụng thường được đo từ phần ampe đến 20 A trở lên. Mạch chuyển tiếp được sử dụng rộng rãi trong thực tế điện tử.

Các thiết bị có cấu hình khác nhau, được thiết kế để lắp đặt trên bảng mạch điện tử hoặc trực tiếp như một thiết bị được lắp đặt riêng

Thiết kế của rơle điện từ chuyển đổi từ thông được tạo ra bởi điện áp AC/DC đặt vào thành lực cơ học. Nhờ lực cơ học sinh ra mà nhóm tiếp xúc được điều khiển.

Thiết kế phổ biến nhất là dạng sản phẩm bao gồm các thành phần sau:

• cuộn dây kích thích;
• lõi thép;
• khung đỡ;
• nhóm liên lạc.

Lõi thép có một bộ phận cố định gọi là rocker và một bộ phận chịu tải bằng lò xo có thể di chuyển được gọi là phần ứng.

Về cơ bản, phần ứng bổ sung cho mạch từ trường bằng cách thu hẹp khe hở không khí giữa cuộn dây điện đứng yên và phần ứng chuyển động.

Bố trí chi tiết kết cấu: 1 – lò xo nhả; 2 – lõi kim loại; 3 – mỏ neo; 4 – tiếp điểm thường đóng; 5 – tiếp điểm thường mở; 6 – liên hệ chung; 7 – cuộn dây đồng; 8 - rocker

Phần ứng di chuyển trên bản lề hoặc quay tự do dưới tác động của từ trường sinh ra. Việc này sẽ đóng các tiếp điểm điện được gắn vào các phụ kiện.

Thông thường, (các) lò xo hồi vị nằm giữa cánh tay đòn và phần ứng sẽ đưa các tiếp điểm về vị trí ban đầu khi cuộn dây rơle bị ngắt điện.

Hoạt động của hệ thống điện từ rơle

Một thiết kế EMR cổ điển đơn giản có hai bộ tiếp điểm dẫn điện.

Dựa trên điều này, hai trạng thái của nhóm liên lạc được nhận ra:

1. Tiếp điểm thường mở.
2. Tiếp điểm thường đóng.

Theo đó, một cặp tiếp điểm được phân loại là thường mở (NO) hoặc ở trạng thái khác là thường đóng (NC).

Đối với rơle có vị trí tiếp điểm thường mở, trạng thái "đóng" chỉ đạt được khi dòng điện kích từ đi qua cuộn dây cảm ứng.

Một trong hai tùy chọn khả thi để đặt nhóm liên hệ mặc định. Ở đây, ở trạng thái mất điện của cuộn dây, vị trí “mặc định” được đặt ở vị trí thường đóng (đóng)

Trong một lựa chọn khác, vị trí thường đóng của các tiếp điểm vẫn không đổi khi không có dòng điện kích thích trong mạch cuộn dây. Tức là các tiếp điểm công tắc trở về vị trí đóng bình thường.

Do đó, các thuật ngữ “thường mở” và “thường đóng” nên đề cập đến trạng thái của các tiếp điểm điện khi cuộn dây rơle bị mất điện, nghĩa là điện áp nguồn rơle bị tắt.

Nhóm tiếp điểm rơle điện

Các tiếp điểm rơle thường là các phần tử kim loại dẫn điện chạm vào nhau và hoàn thành một mạch điện, hoạt động tương tự như một công tắc đơn giản.

Khi các tiếp điểm mở, điện trở giữa các tiếp điểm thường mở được đo bằng giá trị cao tính bằng megaohms. Điều này tạo ra tình trạng mạch hở khi dòng điện đi qua mạch cuộn dây bị loại bỏ.

Nhóm tiếp điểm của bất kỳ công tắc cơ điện nào ở chế độ mở đều có điện trở vài trăm megaohms. Giá trị của điện trở này có thể thay đổi một chút giữa các mẫu khác nhau.

Nếu các tiếp điểm đóng, điện trở tiếp điểm về mặt lý thuyết sẽ bằng 0 - kết quả của đoản mạch.

Tuy nhiên, tình trạng này không phải lúc nào cũng được quan sát.Nhóm tiếp điểm của mỗi rơle riêng lẻ có điện trở tiếp điểm nhất định ở trạng thái “đóng”. Điện trở này được gọi là ổn định.

Đặc điểm của dòng điện tải đi qua

Đối với việc lắp đặt một rơle điện từ mới, điện trở tiếp điểm chuyển mạch được ghi nhận là nhỏ, thường nhỏ hơn 0,2 Ohm.

Điều này được giải thích một cách đơn giản: hiện tại các đầu tip mới vẫn sạch, nhưng theo thời gian, điện trở của đầu tip chắc chắn sẽ tăng lên.

Ví dụ: đối với các tiếp điểm mang dòng điện 10 A, độ sụt điện áp sẽ là 0,2x10 = 2 volt (định luật Ohm). Từ đó, hóa ra nếu điện áp cung cấp cho nhóm tiếp điểm là 12 volt, thì điện áp cho tải sẽ là 10 volt (12-2).

Khi các đầu tiếp xúc bằng kim loại bị mòn mà không được bảo vệ đúng cách khỏi tải điện cảm hoặc điện dung cao, hư hỏng hồ quang là không thể tránh khỏi.

Hồ quang điện trên một trong các tiếp điểm của thiết bị chuyển mạch cơ điện. Đây là một trong những nguyên nhân gây thiệt hại cho tổ liên lạc nếu không có biện pháp xử lý thích hợp

Hồ quang điện—phát ra ở các điểm tiếp xúc—dẫn đến sự gia tăng điện trở tiếp xúc của các đầu và do đó gây hư hỏng vật lý.

Nếu bạn tiếp tục sử dụng rơle trong tình trạng này, các đầu tiếp xúc có thể mất hoàn toàn các đặc tính tiếp xúc vật lý của chúng.

Nhưng có một yếu tố nghiêm trọng hơn khi hư hỏng do hồ quang dẫn đến việc hàn các tiếp điểm lại với nhau, tạo ra tình trạng đoản mạch.

Trong những tình huống như vậy, có nguy cơ hư hỏng mạch do EMR điều khiển.

Vì vậy, nếu điện trở tiếp điểm tăng do ảnh hưởng của hồ quang điện thêm 1 Ohm thì điện áp rơi trên các tiếp điểm đối với cùng một dòng tải tăng lên 1 × 10 = 10 volt DC.

Ở đây, cường độ sụt áp trên các tiếp điểm có thể không được chấp nhận đối với mạch tải, đặc biệt khi làm việc với điện áp nguồn 12-24 V.

Loại vật liệu tiếp điểm rơle

Để giảm ảnh hưởng của hồ quang điện và điện trở cao, các đầu tiếp xúc của rơle cơ điện hiện đại được chế tạo hoặc phủ bằng nhiều loại hợp kim gốc bạc.

Bằng cách này, có thể kéo dài đáng kể thời gian sử dụng của nhóm liên lạc.

Đầu tấm tiếp xúc của thiết bị chuyển mạch cơ điện. Dưới đây là các tùy chọn cho đầu mạ bạc. Loại lớp phủ này làm giảm hệ số hư hỏng

Trong thực tế, các vật liệu sau đây được sử dụng để xử lý các đầu nhóm tiếp điểm của rơle điện từ (cơ điện):

• Ag - bạc;
• AgCu - bạc-đồng;
• AgCdO - oxit bạc-cadmium;
• AgW - bạc-vonfram;
• AgNi - bạc-niken;
• AgPd - bạc-palađi.

Việc tăng tuổi thọ của các đầu của nhóm tiếp điểm rơle bằng cách giảm số lượng hồ quang điện đạt được bằng cách kết nối các bộ lọc tụ điện trở, còn được gọi là bộ giảm chấn RC.

Các mạch điện tử này được mắc song song với các nhóm tiếp điểm của rơle điện cơ. Đỉnh điện áp được ghi nhận tại thời điểm mở các tiếp điểm với giải pháp này dường như là ngắn mạch một cách an toàn.

Việc sử dụng bộ giảm chấn RC giúp ngăn chặn hồ quang điện hình thành ở các đầu tiếp xúc.

Thiết kế điển hình của các tiếp điểm EMR

Ngoài các tiếp điểm thường mở (NO) và thường đóng (NC) cổ điển, cơ chế chuyển mạch rơle cũng liên quan đến việc phân loại dựa trên hành động.

Đặc điểm của thiết kế các yếu tố kết nối

Thiết kế rơle loại điện từ trong phương án này cho phép một hoặc nhiều tiếp điểm công tắc riêng biệt.

Đây là hình dáng của một thiết bị, được cấu hình công nghệ cho thiết kế SPST - một cực và một chiều. Ngoài ra còn có các phiên bản khác

Thiết kế của các tiếp điểm được đặc trưng bởi tập hợp các chữ viết tắt sau:

• SPST (Ném một cực) - một cực đơn hướng;
• SPDT (Ném đôi cực đơn) - một cực hai chiều;
• DPST (Ném đơn hai cực) – lưỡng cực một chiều;
• DPDT (Ném đôi cực) – lưỡng cực hai chiều.

Mỗi phần tử kết nối như vậy được chỉ định là một “cực”. Bất kỳ trong số chúng có thể được kết nối hoặc đặt lại, đồng thời kích hoạt cuộn dây rơle.

Sự tinh tế của việc sử dụng thiết bị

Bất chấp sự đơn giản trong thiết kế của các công tắc điện từ, vẫn có một số điểm tinh tế trong cách sử dụng các thiết bị này.

Vì vậy, các chuyên gia đặc biệt không khuyến nghị kết nối song song tất cả các tiếp điểm rơle để chuyển mạch tải dòng cao theo cách này.

Ví dụ: kết nối tải 10 A bằng cách kết nối song song hai tiếp điểm, mỗi tiếp điểm được định mức cho dòng điện 5 A.

Những sự phức tạp trong quá trình lắp đặt này là do các tiếp điểm của rơle cơ không bao giờ đóng hoặc mở cùng một lúc.

Kết quả là một trong các địa chỉ liên lạc sẽ bị quá tải trong mọi trường hợp.Và ngay cả khi tính đến tình trạng quá tải trong thời gian ngắn, việc thiết bị sớm bị hỏng khi kết nối như vậy là không thể tránh khỏi.

Hoạt động không chính xác, cũng như việc kết nối rơle ngoài các quy tắc lắp đặt đã thiết lập, thường dẫn đến kết quả này. Hầu như toàn bộ đồ đạc bên trong đã bị thiêu rụi

Các sản phẩm điện từ có thể được sử dụng như một phần của mạch điện hoặc điện tử với mức tiêu thụ điện năng thấp làm công tắc có dòng điện và điện áp tương đối cao.

Tuy nhiên, tuyệt đối không nên truyền các điện áp tải khác nhau qua các điểm tiếp xúc liền kề của cùng một thiết bị.

Ví dụ chuyển đổi giữa 220V AC và 24V DC, mỗi lựa chọn nên sử dụng riêng từng sản phẩm để đảm bảo an toàn.

Kỹ thuật bảo vệ điện áp ngược

Một phần quan trọng của bất kỳ rơle điện cơ nào là cuộn dây. Phần này được xếp vào loại tải có độ tự cảm cao vì nó được quấn bằng dây.

Bất kỳ cuộn dây quấn dây nào cũng có trở kháng nào đó, bao gồm độ tự cảm L và điện trở R, do đó tạo thành mạch nối tiếp LR.

Khi dòng điện chạy qua cuộn dây sẽ tạo ra một từ trường ngoài. Khi dòng điện trong cuộn dây dừng ở chế độ "tắt", từ thông tăng (lý thuyết biến đổi) và điện áp EMF (lực điện động) ngược cao được tạo ra.

Giá trị điện áp ngược cảm ứng này có thể lớn hơn nhiều lần so với điện áp chuyển mạch.

Theo đó, có nguy cơ hư hỏng bất kỳ thành phần bán dẫn nào nằm gần rơle. Ví dụ, một bóng bán dẫn lưỡng cực hoặc hiệu ứng trường được sử dụng để đặt điện áp vào cuộn dây rơle.

Các tùy chọn mạch cung cấp khả năng bảo vệ cho các phần tử điều khiển bán dẫn - bóng bán dẫn lưỡng cực và hiệu ứng trường, vi mạch, vi điều khiển

Một cách để tránh làm hỏng bóng bán dẫn hoặc bất kỳ thiết bị bán dẫn chuyển mạch nào, bao gồm cả bộ vi điều khiển, là kết nối một diode phân cực ngược với mạch cuộn dây rơle.

Khi dòng điện chạy qua cuộn dây ngay sau khi tắt tạo ra EMF ngược cảm ứng, điện áp ngược này sẽ mở diode phân cực ngược.

Thông qua chất bán dẫn, năng lượng tích lũy sẽ bị tiêu tán, giúp ngăn ngừa hư hỏng chất bán dẫn điều khiển - bóng bán dẫn, thyristor, vi điều khiển.

Chất bán dẫn thường có trong mạch cuộn dây còn được gọi là:

• diode bánh đà;
• điốt bỏ qua;
• điốt đảo chiều.

Tuy nhiên, không có nhiều sự khác biệt giữa các yếu tố. Tất cả đều thực hiện một chức năng. Ngoài việc sử dụng điốt phân cực ngược, các thiết bị khác còn được sử dụng để bảo vệ các linh kiện bán dẫn.

Cùng một chuỗi các bộ giảm chấn RC, các biến trở oxit kim loại (MOV), điốt zener.

Đánh dấu các thiết bị rơle điện từ

Các ký hiệu kỹ thuật mang một phần thông tin về thiết bị thường được ghi trực tiếp trên khung của thiết bị chuyển mạch điện từ.

Ký hiệu này trông giống như một chữ viết tắt và một bộ số.

Mỗi thiết bị chuyển mạch cơ điện đều được dán nhãn theo truyền thống. Khoảng bộ ký hiệu và số sau đây được áp dụng cho thân hoặc khung, biểu thị các thông số nhất định

Ví dụ về đánh dấu trường hợp của rơle điện cơ:

RES32 RF4.500.335-01

Mục này được giải mã như sau: Rơle điện từ dòng điện thấp, dòng 32, tương ứng với thiết kế theo hộ chiếu RF 4.500.335-01.

Tuy nhiên, những chỉ định như vậy rất hiếm. Thông thường có các phiên bản viết tắt không có dấu hiệu rõ ràng về GOST:

RES32 335-01

Ngoài ra, ngày sản xuất và số lô cũng được đánh dấu trên khung máy (trên thân máy). Thông tin chi tiết có trong bảng dữ liệu kỹ thuật của sản phẩm. Mỗi thiết bị hoặc lô được cung cấp kèm theo hộ chiếu.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Video giải thích phổ biến cách hoạt động của thiết bị điện tử chuyển mạch cơ điện. Sự tinh tế trong thiết kế, tính năng kết nối và các chi tiết khác được ghi nhận rõ ràng:

Rơle điện cơ đã được sử dụng làm linh kiện điện tử từ khá lâu. Tuy nhiên, loại thiết bị chuyển mạch này có thể được coi là lỗi thời. Các thiết bị cơ khí ngày càng được thay thế bằng các thiết bị hiện đại hơn - thuần túy điện tử. Một ví dụ như vậy là Rơle trạng thái rắn.

Bạn có câu hỏi, tìm thấy lỗi hoặc có thông tin thú vị về chủ đề mà bạn có thể chia sẻ với khách truy cập vào trang web của chúng tôi? Hãy để lại ý kiến, đặt câu hỏi và chia sẻ trải nghiệm của bạn vào khối liên hệ bên dưới bài viết.