Relé (DC): o 99,9% nižšia spotreba energie a možnosť blokovania: 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Reléové spínanie je základným prvkom elektrických riadiacich systémov. Počnúc rokom 1833 boli vyvinuté prvé elektromagnetické relé pre telegrafické systémy. Pred vynálezom elektrónok a neskorších polovodičov sa ako zosilňovače používali relé. To znamená, že pri konverzii signálov s nízkym výkonom na signály s vyšším výkonom alebo vtedy, keď bolo diaľkové prepínanie záťaže prospešné alebo nevyhnutné, boli relé najmodernejšou možnosťou. Telegrafné stanice boli prepojené kilometrami medeného drôtu. Elektrický odpor v týchto vodičoch obmedzoval vzdialenosť, ktorú je možné prenášať. Relé umožňovali zosilňovať alebo „opakovať“signál na ceste. Dôvodom je, že kdekoľvek bolo pripojené relé, mohol byť vstrekovaný iný zdroj energie, ktorý dostatočne zosilnil signál, aby ho poslal ďalej po linke.

Elektromagnetické reléové spínanie už nemusí byť najmodernejšou technológiou, napriek tomu je stále široko používané v priemyselnom riadení a tam, kde je požadované alebo požadované skutočné galvanické oddelené spínanie. Polovodičové relé, druhá z dvoch primárnych kategórií reléových spínačov, majú oproti elektromagnetickým relé určité výhody. SSR môžu byť kompaktnejšie, energeticky účinnejšie, rýchlejšie cyklované a neobsahujú žiadne pohyblivé časti.

Cieľom tohto článku je ukázať jednoduchú metódu na zvýšenie energetickej účinnosti a funkčnosti štandardných elektromagneticky ovládaných spínačov ovládaných jednosmerným prúdom.

Prejdite na Pokyny k stavbe

Krok 1: 3 bežné typy elektromagnetických relé

1. Štandardné nezabezpečenie (monostabilné):

• Jedna cievka magnetického drôtu obklopujúca jadro s nízkou magnetickou priepustnosťou (magnetizuje sa iba vtedy, keď je cievka pod napätím).
• Spínací kotva držaná v stabilnom stave (nie zatiahnutá) pružinou.
• Vyžaduje privádzanie jednosmerného napätia na cievku v oboch polaritách, aby sa vtiahla kotva spínača.
• Vyžaduje nepretržitý prúd na dočasné magnetizovanie pólového nástavca na kotve a udržanie tohto stavu.
• Na vtiahnutie armatúry je potrebný väčší prúd, ako je potrebné na jej držanie.

Použitie: Všeobecné použitie.

2. Blokovanie (bistabilné):

Typ jednej cievky:

• Jedna cievka magnetického drôtu obklopujúca semi-magneticky priepustné jadro (zostáva ľahko magnetizovaná).
• Prepínacia armatúra držaná v nezatvorenom stave (nie zatiahnutá) pružinou.
• Vyžaduje, aby bol na cievku v jednej polarite aplikovaný iba krátky impulz jednosmerného prúdu, aby sa v tomto stave zatiahla a magneticky zablokovala armatúra spínača.
• Na odblokovanie vyžaduje, aby bol na cievku aplikovaný iba krátky impulz opačnej polarity.

Typ duálnej cievky:

• Dve cievky magnetického drôtu obklopujúce polomagneticky priepustné jadro (zostáva mierne magnetizované).
• Spínacia armatúra držaná v nezatvorenom stave (nie zatiahnutá) pružinou.
• Vyžaduje, aby bol na jednu cievku v jednej polarite aplikovaný iba krátky impulz jednosmerného prúdu, aby sa natiahla a magneticky zablokovala armatúra spínača v tomto stave
• Na odblokovanie vyžaduje, aby bol na druhú cievku v jednej polarite aplikovaný iba krátky impulz jednosmerného prúdu.

Použitie: Mimo priemyselného riadenia, väčšinou sa používa na prepínanie RF a audio signálu.

3. Typ trstiny:

• Jedna cievka magnetického drôtu obklopujúca jadro s nízkou magnetickou priepustnosťou (magnetizuje sa iba vtedy, keď je cievka pod napätím).
• Blízko rozmiestnené pružinové kovové kontakty hermeticky uzavreté v sklenenej trubici (trstina).
• Reed je umiestnený blízko cievky.
• Kontakty sú v stabilnom stave držané ich pružinovým napätím.
• Vyžaduje, aby bolo na cievku aplikované jednosmerné napätie v jednej polarite, aby sa kontakty roztiahli alebo zatvorili.
• Vyžaduje nepretržitý prúd na magnetické držanie kontaktov v nestabilnom stave.

Použitie: Takmer výlučne sa používa na prepínanie malých signálov.

Krok 2: Klady a zápory troch typov

1. Štandardné nezabezpečenie (monostabilné):

Klady:

• Obvykle najľahšie dostupné.
• Takmer vždy najlacnejšia možnosť.
• Všestranný a spoľahlivý.
• Nie sú potrebné žiadne obvody ovládača.

Zápory:

• Pri konvenčnom riadení nie je energeticky účinné.
• Produkujte teplo, ak je napájané na dlhšiu dobu.
• Hlučné pri prepínaní.

2. Blokovanie (bistabilné):

Klady:

• Energeticky úsporné, niekedy oveľa viac ako SSR.
• Po spustení podržte jeden z týchto stavov, aj keď nie je k dispozícii žiadne napájanie.

Zápory:

• Menej ľahko dostupné ako štandardné relé.
• Cena takmer vždy vyššia ako štandardné relé.
• V porovnaní so štandardnými relé je zvyčajne menej možností konfigurácie prepínača.
• Vyžadovať obvody ovládača.

3. Trstina:

Klady:

Obvykle najkompaktnejší z 3 typov

Zápory:

Špecializovanejšie, menej dostupné, menej možností

Krok 3: Stlačte túto šťavu ako mizerne

Bežným spôsobom zníženia udržiavacieho prúdu štandardného relé je pripojenie cievky cez sériový odpor s veľkým hodnotným elektrolytickým kondenzátorom paralelne s odporom. Väčšina blokovacích relé potrebuje na udržanie stavu iba asi 2/3 (alebo menej) ovládacieho prúdu.

Keď je pripojené napájanie, prúd nabíjacou silou kondenzátora prúd, ktorý je dostatočný na ovládanie relé, cievkou.

Akonáhle je kondenzátor nabitý, prídržný prúd je obmedzený a dodávaný cez paralelný odpor.

Krok 4: Maximalizujte svoje mizerné neplechy

Druhá cena v súťaži Tipy a triky pre elektroniku