Il principio di funzionamento e i tipi di relè elettrici

Un dispositivo speciale viene utilizzato per le reti elettriche domestiche e industriali, il controllo e l'illuminazione ICE. Un relè è un interruttore di tipo elettromagnetico o elettrico che viene attivato da un impulso meccanico, elettronico o elettrico. Comprendere i principi di funzionamento e le caratteristiche di progettazione del dispositivo ti aiuterà a risolvere autonomamente una serie di problemi nell'ingegneria elettrica.

Storia della creazione

Alcune fonti riportano che lo scienziato russo P. Schilling (1830-1832) installò il relè come elemento di chiamata nel telegrafo. C'è un'altra opinione, che attribuisce la paternità del regolatore a J. Henry. Un fisico americano creò un dispositivo di tipo a contatto con un principio di funzionamento elettromagnetico nel 1835.

Se consideriamo il significato della parola, "staffetta" è tradotto dal francese come il trasferimento del testimone alla competizione o la sostituzione dei cavalli di posta. Per la prima volta, il regolatore come elemento indipendente è stato menzionato da S. Morse, che ha creato il telegrafo.

La teoria dei dispositivi di tipo relè iniziò a svilupparsi nel 1925-1930, ma successivamente nel 1936-1938. V. Shestakov, A. Nakashima e K. Shannon hanno usato la logica matematica per risolvere il problema del relè e sono state lanciate le basi teoriche.

In simposi internazionali, sono stati ripetutamente sollevati i problemi del valore teorico di un interruttore a relè, automi di tipo finito. La prima consultazione si tenne nel 1957 negli USA, la seconda in URSS (1962).

Specificità degli elementi del relè

Un elemento relè è inteso come un insieme di nodi e connessioni, che cambia sotto forma di salti quando influenza l'input. Per questo motivo, per caratterizzare gli elementi vengono utilizzati i criteri di influenza su output e input:

• Trigger: all'ingresso, l'effetto è minimo, aumenta lentamente, il che porta a un cambiamento nello stato dell'elemento e ad un effetto simultaneo sull'uscita.
• Lasciar andare - diminuendo l'azione di input minima in modo che l'elemento ritorni al suo stato originale.
• Il ritorno è un parametro che determina la massima influenza dell'azione in caso di aumento, al quale il nodo relè ritorna al suo stato originale.
• Velocità: dipende dal rapporto tra il tempo di risposta e il tempo di ritorno o di rilascio.

Un relè elettrico è un elemento il cui tipo di azione dipende dal flusso di corrente o dalla conduttività.

Come funziona l'interruttore

Il relè è un dispositivo di commutazione che collega o disconnette un circuito in caso di fluttuazioni dei parametri correnti. Il dispositivo si attiva al raggiungimento del limite del valore della condizione (tensione o corrente), chiudendo o aprendo la linea.

Per comprendere il principio di funzionamento del relè, è necessario chiarire i suoi gruppi costituenti. Il design del dispositivo include un induttore, un'armatura e canali di commutazione. Quando è collegato a un circuito in un induttore con un filo magnetizzato, si verifica un EMF di autoinduzione, ad es. fase è in ritardo rispetto alla tensione. Nel processo di fornitura di corrente alla bobina, l'elemento attrae un'armatura con contatti, che chiude il circuito.

Il dispositivo ha due tipi di circuiti:

• controllato - chiuso da un'ancora al momento dell'innesco;
• controllo: attraverso di esso, la corrente scorre verso la bobina.

Il controllo di grandi correnti nel circuito di controllo viene effettuato mediante una connessione di controllo a bassa corrente.

L'apparato relè di tipo elettromagnetico funziona secondo il principio dell'isteresi - attivazione qualche tempo dopo l'arrivo dell'impulso di corrente. La corrente nella bobina aumenta in un anello, raggiungendo il valore richiesto. A causa dell'isteresi, i dispositivi a relè non vengono utilizzati per apparecchiature a risposta rapida.

I contatti di controllo e controllati, i parametri di tensione e corrente consentiti sono indicati sulla custodia.

Opzioni di sensibilità

sensibilità: il principio di funzionamento del relè, in cui il dispositivo reagisce anche a piccole deviazioni negli indicatori e ritorna rapidamente alla modalità standard.

I modelli altamente sensibili percepiscono valori inferiori a 10 mW, normali - da 1 a 5 W, a bassa sensibilità - da 10 a 20 W.

Varietà di relè

Per risolvere problemi pratici, vengono utilizzati tipi di relè che si differenziano per le caratteristiche di azione, accensione e presenza di protezione.

Per il principio del lavoro

Questi tipi di relè includono:

• Elettromagnetico - modelli di tipo elettromeccanico, operanti dal campo magnetico della corrente di avvolgimento che agisce sull'armatura. Un interruttore elettromagnetico può essere neutro con una risposta ai parametri di corrente e polarizzato con una risposta all'ampiezza e alla polarità della corrente.
• Elettronica: funzionerà con carichi pesanti. Il design è rappresentato da elementi a semiconduttore per l'alimentazione e lo spegnimento della tensione.
• Reed - realizzato sotto forma di un cilindro con un vuoto o una bobina riempita con un gas inerte. L'interruttore reed si trova al centro del magnete o è esposto a un campo. Questo tipo si attiva quando viene applicata corrente all'avvolgimento. Dopo la formazione di un flusso magnetico e la magnetizzazione delle molle, i contatti si chiudono.
• Elettrotermico: operare sulla base della differenza nel coefficiente di espansione durante il riscaldamento di piastre bimetalliche. Il tipo di assegnazione del relè è determinato dal numero di fasi nella rete.

I modelli elettrotermici sono adatti per la produzione o come motore elettrico.

Dal tipo di inclusione dell'elemento percettivo

Ci sono modifiche:

• Primario: collegato al circuito dell'elemento. Possono essere utilizzati senza misurare trasformatori, cavi, sorgenti di correnti veloci.
• Secondario: collegato tramite trasformatori con una risposta alle fluttuazioni di corrente e tensione.
• Intermedio - posizionato come dispositivo ausiliario, amplifica o trasforma i segnali dei modelli secondari.

Il tipo di elemento sensibile dipende dal dispositivo relè. Può essere un sistema elettromagnetico, magnetoelettrico, ad induzione, elettrodinamico.

A titolo di esposizione

A seconda di come l'attuatore agisce sull'indicatore controllato, esistono dispositivi:

• azione diretta - l'attuatore agisce direttamente sul circuito di controllo;
• azione indiretta: vengono utilizzati dispositivi ausiliari per influenzare la catena.

Un sistema di contatti attivi viene utilizzato come elemento di azionamento per dispositivi elettromeccanici.

Dispositivi di protezione

L'automazione viene attivata dalle fluttuazioni di resistenza, potenza e tensione. Esistono questi tipi di relè:

• protezione massima corrente - la protezione da sovracorrente viene attivata quando la corrente raggiunge il limite impostato;
• protezione direzionale: oltre alla corrente, viene monitorata la potenza;
• protezione differenziale: i dispositivi reagiscono quando la tensione dell'apparecchiatura cambia bruscamente o a guasti nella rete stessa;
• dispositivi remoti: la protezione viene eseguita a frequenza standard e alta quando viene rilevata una diminuzione della resistenza o cortocircuiti;
• dispositivi a fase differenziale - DFZ controllano le fasi da entrambe le estremità della linea di alimentazione.

In condizioni domestiche, è consentito l'uso di dispositivi MTZ di tipo elettromagnetico.

Designazione sui diagrammi

Un classificatore internazionale consente di riparare o progettare apparecchiature. Lo schema è contraddistinto da marcatori alfanumerici:

• un rettangolo con linee orizzontali sui lati, contrassegnato dalle lettere A e A1 - avvolgimento del solenoide con cavi di alimentazione; talvolta indicato dalla lettera K;
• contatti di commutazione - contatti stabilizzatori;
• un rettangolo con un punto in grassetto su un pin o la lettera P all'interno della figura è una modifica polarizzata;
• un rettangolo con due linee oblique - la presenza di due avvolgimenti.

Gli schemi di designazione del relè domestico indicano anche il tipo di contatti, le caratteristiche di apertura e la presenza di auto-ritorno.

Aree di utilizzo

Il dispositivo di contatto viene utilizzato allo scopo di:

• controllo degli impianti elettrici - è possibile fornire uno stabilizzatore per DC, AC o protezione;
• prevenire l'influenza delle sovratensioni sui nodi degli elettrodomestici: l'interruttore crea un tipo di connessione stabile;
• funzionamento ininterrotto di attrezzature industriali e di produzione;
• automazione degli elettrodomestici utilizzati nella vita quotidiana;
• amplificazione dei segnali di controllo sui diagrammi.

Il quadro è impostato dal produttore in modo che possa essere attivato in determinate situazioni.

Requisiti dello stabilizzatore

Indipendentemente dal metodo di esposizione, accensione e presenza di protezione, quando si sceglie è necessario tenere conto delle caratteristiche tecniche:

• tempo di risposta - il periodo dalla ricezione del segnale di controllo all'ingresso fino al momento dell'influenza sui parametri di rete;
• potenza di commutazione: il limite di potenza consentito per l'apparecchiatura o la rete;
• potenza di attivazione: l'indicatore minimo al quale il dispositivo inizierà a funzionare;
• setpoint è un parametro variabile che indica l'ampiezza della corrente di esercizio.

I modelli dei produttori moderni hanno un tipo di design semplice o sono dotati di microprocessori, sistemi di controllo, sensori.

Osservando i requisiti per la selezione e conoscendo l'ambito di applicazione del relè, è facile garantire il funzionamento ininterrotto della rete elettrica in condizioni di fluttuazioni di tensione e potenza.