Tussenrelais: hoe het werkt, markering en types, nuances van afstelling en aansluiting

Het grootste deel van de elektrische schema's wordt ontwikkeld en gebruikt in laagspanningssystemen. Het hoofddoel van dit soort schema's is de transformatie van inkomende signalen volgens een vastgesteld actie-algoritme.

Voor galvanische scheiding van laagspannings- en hogere spanningcircuits wordt een tussenrelais gebruikt. Dankzij hun kleine formaat en betrouwbaarheid zijn deze apparaten wijdverbreid in verschillende gebieden.

Doel en functies van het apparaat

Dit type schakelaar is een hulpobject in het elektrische circuit. Door de multifunctionaliteit van de modellen kunnen ze worden gebruikt in geautomatiseerde, beveiligings- en regelcircuits.

Het wordt gebruikt in gevallen waarin synchrone sluiting of opening van meerdere onafhankelijke elektrische circuits nodig is, met andere woorden: het vermenigvuldigen van stroomvoerende kanalen.

Aansluitschema van de noodknop van de auto: via één contactlijn van het elektromagnetische relais kan de schakelaar worden uitgeschakeld, en via de tweede kan een geluidsmelding worden gegenereerd in de alarmeenheid.

De contactor kan ook worden gebruikt als regelaar van een krachtiger relais, waarmee de schakeling van een hoogspanningscircuit wordt uitgevoerd.

Neem bijvoorbeeld de volgende situatie: er is behoefte om stroom te leveren aan de inductiespoel van een schakelaar, waarbij de maximale momentane waarde van de elektrische kracht bij inschakeling 63 A is. Het is echter niet mogelijk om deze taak met één elektromagnetisch apparaat uit te voeren.

Daarom moet u in eerste instantie stroom toevoeren aan de spoel van de kern van het scheidingsapparaat, dat zijn eigen verbindingen gebruikt, en de contactor met een hoger vermogen inschakelen, die de taak krijgt om een grotere elektrische stroom te schakelen.

Het onderdeel kan ook worden gebruikt om een kunstmatige vertraging van de beveiligingsrelais te creëren, of, zoals men zegt, om een tijdvertraging te vormen.

Constructieve opbouw van het apparaat

Elektromagnetische apparaten worden aangesloten op de elektrische kring die de controle of regeling uitvoert van producten die zijn aangesloten op de voedingsunit, voor omzetting. De start kan worden beïnvloed door verschillende soorten factoren: elektrische voeding, lichtenergie, hydrostatische of gasdruk.

Constructieve opbouw van het elektromagnetische relais: 1 – veer; 2 – beweegbaar anker; 3 – ferromagnetische staaf (kern); 4 – spoel; 5 – basis; 6 – één of meerdere vaste contacten; 7 – uitvoerend orgaan.

Volgens de normen wordt het eenvoudigste contactapparaat gecoördineerd door drie hoofdonderdelen: het waarnemings-, het tussen- en het uitvoerende deel. Elk ervan wordt vertegenwoordigd door een individueel mechanisme dat verantwoordelijk is voor specifieke acties in het schakelsysteem.

Het primaire, zogenaamde gevoelige element reageert op de binnenkomende parameter en transformeert deze in een fysieke grootheid die nodig is voor de werking van de contactor.

Een dergelijk waarnemingsmechanisme is belichaamd in een elektromagnetische spoel met een kern – in het schema aangegeven met nummer 4. Afhankelijk van het netwerk kan er wissel- of gelijkspanning op worden aangesloten.

De tussenschakel begint met een vergelijkende analyse van de omgezette grootheid met het vastgestelde voorbeeld. Zodra de ingestelde waarde is bereikt, geeft de eenheid het signaal van het gevoelige mechanisme door aan het uitvoerende deel. Dit gedeelte bestaat uit tegenwerkende veren (1) en dempers.

Demperelementen in de contactor worden gebruikt om trillingen van bewegende segmenten te elimineren, en in het tijdrelais – om het gewenste tijdsinterval te garanderen.

In het productiedeel wordt via de schakelleidingen (6) die op de behuizing boven de connector zijn geplaatst, invloed uitgeoefend op de ondergeschikte lijn en worden de contacten gesloten.

Werkingsprincipe van de contactor

In het werkingsalgoritme van dit type relais is het gebruik van elektrodynamische krachten ingebed, die in het ferromagnetische materiaal worden gecreëerd tijdens het passeren van elektriciteit door de spiraal van windingen van de geïsoleerde draad van de spoel.

Afhankelijk van de technische kenmerken van de schakelaar en het aantal daarin opgenomen contactverbindingen, sluit of opent het anker deze.

De oorspronkelijke positie van de L-vormige plaat (anker) wordt vastgezet door een veer. Door stroom op de magneet te zetten, overwint het anker, met de daarop geplaatste schakelcontact, de veerkrachten en wordt het naar het gemagnetiseerde veld getrokken.

Bij het bewegen grijpt de stift, gelegen op het contactvlak, het onderste contactschema vast en beweegt het naar beneden. Als de toevoer van elektriciteit naar de spoel wordt onderbroken, trekt de veer het juk terug en neemt het apparaat zijn oorspronkelijke vorm aan.

Laten we als voorbeeld bekijken hoe een elektromagnetisch type relais in een auto werkt.

Als het wordt aangesloten op een driefasige asynchrone motor, worden de volgende acties uitgevoerd:

1. Start – inschakeling van de alarminstallatie.
2. Aanspreken van de starter.
3. Het sluiten van het laatste paar contacten, met als gevolg het starten van de motor.

Daarnaast is het relais verantwoordelijk voor het uitschakelen van de motor bij onderbreking van de omkeer. Zo wordt het probleem van een abrupte motorstop verholpen.

Voor het herkennen van het type elektromagnetische schakelaar worden in de productie markeringswaarden gebruikt, bestaande uit een reeks letters en cijfers die op het apparaat zijn aangebracht.

Het is ook belangrijk om te weten dat een elektromagnetisch relais kan worden uitgerust met meerdere groepen regelcontacten. Het aantal daarvan hangt volledig af van het doel van het specifieke model van het apparaat.

Varianten van tussenliggende schakelaars

Tussenschakelaars ontlasten de hoofdactuators. Anders zouden de omstandigheden voor boogdoving strenger worden, wat de productie van bijvoorbeeld dergelijke krachtige bronnen als TES onrendabel zou maken.

Gebruikte inschakelmethoden

De classificatie van elektromagnetische schakelaars gebeurt op basis van de volgende hoofdkemmerken en eigenschappen, namelijk:

• volgens inschakelmethode;
• constructiekenmerken – het aantal en type wikkelingen, evenals het aantal, de toestand en het vermogen van de contactlijnen;
• werkingsprincipe;
• volgens de aanspreektijd en terugkeer naar de beginpositie.

Afhankelijk van de toepassing worden schakelaars vervaardigd met een spannings- of stroomwikkeling of met beide typen tegelijk. Er worden twee gestandaardiseerde methoden voor hun aansluiting onderscheiden.

Het elektromagnetische apparaat moet niet alleen in de normale bedrijfsmodus van de voedingsbron inschakelen, maar ook bij noodwaarden, waarbij de stroom tot 40% wordt verlaagd.

Het eerste type aansluiting is serieschakeling. Het apparaat wordt in serie geschakeld in de secties van wikkelingen van andere apparaten en werkt op de stroom die door het circuit van deze kring loopt.

De volgende is een shuntverbinding. Deze wordt aangesloten op de nominale spanning van de stroombron van de bedrijfsstroom.

Kenmerken van de constructie van het apparaat

De constructiekenmerken omvatten exemplaren met één wikkeling voor spanning of stroom (RP-23, RP-252), twee (RP-11) en zelden drie.

Gelijkstroomrelais (RP-23) worden geproduceerd voor de volgende nominale spanningswaarden: 12, 24, 48, 110 en 220 V, wisselstroomrelais (RP-24) voor 127, 220 en 380 V.

Apparaat RP-23: elektromagneet met wikkeling, anker met schacht, vaste en beweegbare contacten, veer, regelplaat. De schakelaar is op een voet gemonteerd en afgedekt met een kap.

Schakelaars van de typen RP-23 en RP-24 zijn bedoeld om te functioneren op galvanische stroom en hebben elk 5 contactlijnen, die in verschillende combinaties kunnen worden toegepast. De verschillen tussen hen liggen in hun constructie.

Het tweede type apparaten is uitgerust met een ingebouwde mechanische uitschakelaanwijzer. Hun verbruikte vermogen bij basisspanning bedraagt 6 W. De series RP-25 en RP-26 werken uitsluitend op wisselstroom en zijn op dezelfde manier geconstrueerd als de voorgaande apparaten.

Aanvullend element – een kortgesloten winding op de kern met een spoel, bedoeld om trillingen van het bewegende deel van het mechanisme te elimineren. Hun energieverbruik is hetzelfde – 10 W.

In de laatste tijd heroriënteren ZAO TsjEAZ (fabriek voor productie van elektrische apparaten in Tsjeboksary) zich in plaats van de bovengenoemde modificaties op gemoderniseerde modellen. Dit zijn schakelaars RP16-1 (galvanische stroom) en RP16-7 (wisselstroom), uitgerust met twee verbreekcontacten en vier maakcontactgroepen.

Verdeelinrichting van de nieuwe generatie RP16-7 is gericht op inschakeling in selectieve stroombeveiligings- en automatiseringsschema's voor het schakelen van elektrische belasting.

Twee- en driewikkelingsrandapparaten worden gewoonlijk in verschillende situaties gebruikt.

Laten we bekijken welke taken ze oplossen en welk type apparaat daarvoor nodig is:

1. Bij behoefte aan activering van de werkwijze door stroom en vasthouden door spanning, bijvoorbeeld de serie RP-232 met een enkelvoudige werkingswikkeling.
2. Als het apparaat moet worden geactiveerd door spanning en niet door stroom – RP-233 met twee stroomhoudende wikkelingen.

Op dezelfde manier introduceert TsjEAZ in plaats van de bovengenoemde contactors nieuwe exemplaren RP-16-2 tot RP16-4 en RP17-1 tot RP17-5.

Werkingsprincipe van schakelaars

Contactapparaten worden toegepast in de sector van communicatie en automatisering. Op basis van het werkingsprincipe worden ze onderverdeeld in neutrale en gepolariseerde (impuls)types.

Het belangrijkste verschil tussen hen is dat bij de eerste de verplaatsing van het anker niet afhankelijk is van de polariteit van het stuursignaal, terwijl bij de tweede juist een directe afhankelijkheid bestaat van de richting van de beweging van geladen deeltjes in de wikkeling.

Neutrale schakelaars hebben de eenvoudigste constructie, bestaande uit twee systemen: een contact- en een magnetisch type. In de contactgroep bevinden zich twee vaste en één gemeenschappelijk beweegbaar contact. De magnetische eenheid bestaat uit een anker, een elektromagneet en een juk.

Schema van een elektromagnetisch relais van neutraal type: c) met een in de spoel intrekkend anker. Als het stuursignaal zich op maximale afstand bevindt – het anker is verwijderd van de kern – is een paar contacten gesloten en het andere geopend.

Daarnaast zijn elektromagnetische relais onderverdeeld naar de aard van de beweging van het anker: hoekig (vlottertype) en intrekbaar. Om de weerstandskrachten van het magnetische luchtkanaal tussen de beweegbare plaat en de kern te verminderen. De laatste is voorzien van een poolstuk.

Dergelijke relais-elektrische schema's worden toegepast in besturingssystemen van productiemachines en -werktuigen. RES-6 is een van de vertegenwoordigers van laagstroomcontactoren van de neutrale klasse. Het apparaat kan tweestandig of monostabiel zijn. De nominale spanning is 80-300 V, de schakelstroom is 0,1-3 A.

De impulscategorie is samengesteld uit dezelfde systemen. Het magnetische gedeelte van impulsrelais is echter extra uitgerust met twee staven met wikkeling, evenals een contacttrekstang en een permanente magneet die een polariserende flux creëert.

Dankzij dit toevoertype verandert de richting van de elektromagnetische kracht die op het anker inwerkt, afhankelijk van de richting van de krachtstroom in de spoel.

De constructie van het gepolariseerde relais IMSj1-0,3: spoel, permanente magneet met pooleinden en plaat, staander, veer, verbindingslijnen. De toename van de reactiesnelheid van het apparaat wordt bereikt door het materiaal van de kern: plaatstaal.

Contactoren IMSj1-0,3 worden veel gebruikt als spoorrelaismechanisme in impulsbeveiligingsschema's (RZ) voor galvanische stroom. IMVSj-110 wordt gebruikt in wisselstroomcircuits. Technisch gezien bestaat het uit een diodebrug die wisselspanning omzet in een constante waarde.

Aanspreek- en terugkeertijd

De schakeltijd van het tussenmechanisme (t aantrekking) is de periode vanaf het moment dat het bevel tot schakelen wordt gegeven tot het begin van de toename van de uitgangsparameters. Deze waarde is volledig afhankelijk van de constructiekenmerken van het relais, het aansluitschema en het ingangssignaal.

De uitschakeltijd (t loslating) is het interval vanaf het geven van het uitschakelsignaal totdat de uitgangsparameter de laagste waarde bereikt.

Vertragingsblokschema bij het aantrekken van relais RP18. Het vertragingsproces wordt verzorgd door halfgeleiderschakelingen, aan wiens uitgang de relaiswikkelingen zijn aangesloten.

Aan dit type relais worden verhoogde eisen gesteld met betrekking tot snelheid.

Afhankelijk van het tijdsinterval van schakelen, worden de apparaten als volgt geclassificeerd:

• Snelwerkend – vertragingstijd voor aantrekken en uitschakelen tot 0,03 s (bijvoorbeeld REP37-13, RP 17-4M);
• Normaal – 0,15–0,20 s (serie RE);
• Langzaam – 1,0-1,5 s (NMM4-250, NMM4-500);
• Tijdelijk – meer dan 1,5 s (RP18-2-RP18-5).

Op de markt worden dergelijke modificaties vertegenwoordigd door verschillende fabrikanten. Daarom kan de constructie van het relais afhankelijk van het merk enigszins verschillen. Maar met behulp van de markering op het apparaat kunnen de parameters van het product nauwkeurig worden bepaald.

Wat vertelt de markering ons?

In de markering van de contactoren staat een volledige set gegevens over het doel en de constructiekenmerken, inclusief informatie over de klimaatuitvoering.

Uitleg van model TKE520DG: het apparaat heeft een spoelspanning tot 30 V, en contacten – tot 5 A, er zijn twee maakcontacten, de constructie voorziet in een langdurige bedrijfsmodus, en is hermetisch afgesloten.

Laten we de structuur van de aanduiding in detail bekijken aan de hand van het voorbeeld PE41(N) (*)(*)(*)(*)(*)/(*)(*)(*)(*)5:

1. REP — elektromagnetisch hulprelais.
2. 37 (N) – ontwikkelingsnummer.
3. (*) — aanduiding van het stroomtype in het circuit van de bekrachtigingsspoel: 1 — gelijkstroom; 2 — wisselstroom.
4. (*) — type vertraging: 1 — vertraagd bij inschakelen; 2 — vertraagd bij uitschakelen.
5. (*) — waarde op basis van het aantal spoelen;
6. (*)(*) — numerieke waarde van de maak- en verbreekcontacten;
7. (*)(*) — spanning of stroom van de bekrachtigingswikkeling: gelijkstroom (D) en wisselstroom (A);
8. (*)(*) — aanduiding van de elektrische kracht van de houdspoelen;
9. (*) — type en techniek van aansluiting van de achterste geleiderlijnen: 1 – met lamellen voor solderen; 2 – montage met schroefbevestiging; 3 – bevestiging met klemmen op een connectorblok.
10. (*)5 — klimaatuitvoering en plaatsingscategorie volgens GOST: UH — gematigd koud; V — alle klimaten.

Bij het kiezen van het benodigde model schakelapparaat dient u niet alleen rekening te houden met de elektrotechnische parameters, maar ook met de omgeving waarin het zal werken.

De selectie van de contactor wordt uitgevoerd op basis van de vereiste kenmerken: voedingsspanning (V), verbruikt vermogen (W), schakelstroom (A), contactgroepen, schakeltijd (s), afmetingen.

Ondanks de voorziene hoge kwaliteit van de schakelaar, ligt het grootste nadeel in het contactensysteem. Er wordt aangenomen dat een schone contactgroep alleen in vacuümomstandigheden kan verkeren. Als de belangrijkste negatieve factor – contact met lucht – inwerkt, begint er zich een oxidelaag op te vormen.

Nuances van aansluiting en afstelling

Na installatie van het tussenmechanisme moet het worden aangesloten op het elektrische schema. Hiervoor worden de contacten van de spoel gebruikt, evenals extra verbindingselementen. Gewoonlijk telt het apparaat meerdere contactparen: NO – normaal open en normaal gesloten (NC).

Verdeling van de groepen in het getoonde elektrische schema: 10-11 – normaal gesloten contacten; 11-12 – normaal geopende contacten; contacten 1 (fase) – 3 (nul) – voedingsspanning van het relais

In de eerste positie wordt verondersteld dat de signaaltoevoer naar de spoel volledig wordt onderbroken. Omdat er geen polariteit in zit, kan de interne verbinding van de contactgroep in willekeurige volgorde worden uitgevoerd.

Voor het aansluiten van het overzichtsmechanisme bekijken we de schematische aanwijzingen. De verwachte spanning in de spoel kan zijn: 12, 24 of 220 V.

Elektrisch schema van het apparaat zonder netaansluiting. De installatie gebeurt in besturings- en automatiseringsschema's. Locatie – tussen de hoofdactuator en de taakbron.

De regeling van de elektronische starter behandelen we aan de hand van het meest gangbare model RP-23.

Het proces bestaat uit de volgende stappen:

1. Door de start- en terugkeerspanning te controleren met het toevoeren van een galvanische stroombron naar de spoel, voeren we een geleidelijke regeling uit.
2. Op het moment dat het anker wordt aangetrokken, moet het beweegbare systeemdeel een gezamenlijke slag hebben van 0,1-1,5 mm. Door het buigen van de schacht op de L-vormige plaat voeren we een correctieprocedure uit.
3. Tussen het actieve en inactieve contact wordt de spleet ingesteld op waarden tussen 1,5-2,5 mm. Het aanpassen van de doorbuiging wordt uitgevoerd door het indrukken van de hoek van de vaste contacten en de bovenste aanslag van het beweegbare systeem.
4. Bij de eindpositie van het anker (sluiting) zal de inzinking van de inactieve contacten 0,3-0,4 mm zijn.
5. In het midden van het vlak moeten de beweegbare en vaste contacten samenvallen. De correctie wordt uitgevoerd door het verplaatsen van de plaat en de geleidingsbeugel.

Op dezelfde manier wordt ook de parameterinstelling van relais RP-25 uitgevoerd, maar de spleet tussen de spoel met kern en het anker in aangetrokken toestand wordt uitgesloten.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het werkingsprincipe van het elektromagnetische relais, waar het wordt toegepast, en ook de belangrijkste betrouwbaarheidsindicatoren van de apparaten zijn besproken. Meer details in de videomaterial:

Na het kiezen van het benodigde model van het apparaat, gaan we over tot de aansluiting en instelling. De belangrijkste nuances worden beschreven in de gepresenteerde video:

Technologische ontwikkelingen van ontwerpen van hulprelais waren altijd gericht op het verminderen van gewicht en afmetingen, en ook op het verhogen van de betrouwbaarheid en het montagegemak van de apparaten. Uiteindelijk werden kleine contactors in een hermetische behuizing geplaatst, gevuld met samengeperste zuurstof of met toevoeging van helium.

Hierdoor hebben de interne elementen een langere levensduur en voeren ze alle opgedragen commando's ononderbroken uit.

Vertel hoe u het tussenliggende uitschakelapparaat voor het huishoudelijke elektriciteitsnet hebt gekozen. Deel uw eigen selectiecriteria. Schrijf alstublieft opmerkingen in het blok hieronder, plaats foto's over het onderwerp van het artikel, stel vragen.