Relai kontrol solenoida, cara kerja relai
Relai adalah perangkat listrik yang dirancang untuk mengalihkan sirkuit listrik (secara tiba-tiba mengubah nilai output) untuk perubahan nilai input listrik atau non-listrik yang diberikan.
Elemen relai (relai) banyak digunakan dalam rangkaian kontrol dan otomasi karena dapat digunakan untuk mengontrol daya output yang besar dengan sinyal input daya rendah; memenuhi operasi logis; pembuatan perangkat relai multifungsi; untuk melakukan peralihan sirkuit listrik; untuk memperbaiki penyimpangan parameter yang dikontrol dari level yang ditetapkan; melakukan fungsi elemen memori, dll.
Relay pertama ditemukan oleh American J. Henry pada tahun 1831 dan berdasarkan prinsip operasi elektromagnetik, perlu dicatat bahwa relai pertama bukanlah relai pensaklaran, tetapi relai pensaklaran pertama ditemukan oleh American S.Breeze Morse pada tahun 1837, yang kemudian digunakan dalam alat telegraf... Kata relay berasal dari bahasa Inggris relay yang berarti mengganti kuda pos yang lelah di stasiun atau menyerahkan tongkat estafet (tongkat) kepada atlet yang lelah.
Klasifikasi relai
Relai diklasifikasikan menurut kriteria yang berbeda: menurut jenis input besaran fisik yang direaksikannya; oleh fungsi yang mereka lakukan dalam sistem manajemen; menurut desain, dll. Menurut jenis kuantitas fisik, listrik, mekanik, termal, optik, magnet, akustik, dll. menyampaikan. Perlu dicatat bahwa relai tidak hanya dapat merespons nilai kuantitas tertentu, tetapi juga perbedaan nilai (relai diferensial), perubahan tanda kuantitas (relai terpolarisasi), atau ke laju perubahan besaran masukan.
Perangkat relai
Relai biasanya terdiri dari tiga elemen fungsional utama: akal, perantara, dan eksekutif.
Elemen persepsi (primer) merasakan kuantitas yang dikendalikan dan mengubahnya menjadi kuantitas fisik lainnya.
Elemen perantara membandingkan nilai dari nilai ini dengan setpoint dan ketika terlampaui, mentransmisikan tindakan pertama ke drive.
Aktuator mentransfer efek dari relai ke sirkuit yang dikontrol. Semua elemen ini dapat diekspresikan atau digabungkan satu sama lain.
Elemen sensitif, tergantung pada tujuan relai dan jenis kuantitas fisik yang ditanggapinya, dapat memiliki desain yang berbeda, baik dari segi prinsip operasi maupun dari segi perangkat.Misalnya, dalam relai arus berlebih atau relai tegangan, elemen sensitif dibuat dalam bentuk elektromagnet, dalam sakelar tekanan - dalam bentuk membran atau selongsong, dalam sakelar level - dalam pelampung, dll.
Berdasarkan perangkat penggerak, relai dibagi menjadi kontak dan non-kontak.
Relai kontak bekerja pada sirkuit yang dikontrol melalui kontak listrik, keadaan tertutup atau terbuka yang memungkinkan untuk memberikan hubung singkat lengkap atau gangguan mekanis lengkap dari rangkaian keluaran.
Relai tanpa kontak mempengaruhi sirkuit yang dikendalikan melalui perubahan tiba-tiba (mendadak) dalam parameter sirkuit listrik keluaran (resistansi, induktansi, kapasitansi) atau perubahan level tegangan (arus).
Karakteristik relai
Karakteristik utama relai ditentukan oleh ketergantungan antara parameter keluaran dan besaran masukan.
Karakteristik utama relai berikut dibedakan.
1. Magnitudo aktuasi relai Xcr — nilai input nilai parameter saat relai dihidupkan. Saat X < Xav, nilai keluaran sama dengan Umin, saat X ³ Xav, nilai Y tiba-tiba berubah dari Umin menjadi Umax dan relai menyala. Nilai penerimaan dimana relai disesuaikan disebut setpoint.
2. Daya penggerak relai Psr — daya minimum yang harus diberikan ke organ penerima untuk mentransfernya dari keadaan diam ke keadaan beroperasi.
3. Daya terkendali Rupr — daya yang dikendalikan oleh elemen pensaklaran relai dalam proses pensaklaran.Mengenai daya kontrol, perbedaan dibuat antara relai untuk rangkaian daya rendah (hingga 25 W), relai untuk rangkaian daya menengah (hingga 100 W) dan relai untuk rangkaian daya tinggi (lebih dari 100 W), yang termasuk ke relai daya dan disebut kontaktor.
4. Tav waktu respons relai — interval waktu dari sinyal Xav ke input relai hingga dimulainya aksi pada sirkuit yang dikontrol. Menurut waktu respons, ada relai normal, berkecepatan tinggi, tertunda, dan relai waktu. Biasanya untuk relay normal tav = 50 ... 150 ms, untuk relay kecepatan tinggi tav 1 s.
Prinsip operasi dan perangkat relai elektromagnetik
Karena prinsip operasinya yang sederhana dan keandalannya yang tinggi, relai elektromagnetik banyak digunakan di sistem otomasi dan dalam skema perlindungan instalasi listrik. Relai elektromagnetik dibagi menjadi relai DC dan AC. Relai DC dibagi menjadi netral dan terpolarisasi. Relai netral merespons secara setara terhadap arus searah di kedua arah yang mengalir melalui koilnya, dan relai terpolarisasi merespons polaritas sinyal kontrol.
Pengoperasian relai elektromagnetik didasarkan pada penggunaan gaya elektromagnetik yang muncul dalam inti logam ketika arus melewati belitan kumparannya. Bagian relai dipasang di alas dan ditutup dengan penutup. Dinamo bergerak (pelat) dengan satu atau lebih kontak dipasang di atas inti elektromagnet. Di seberang mereka adalah kontak tetap berpasangan yang sesuai.
Pada posisi awal, jangkar dipegang oleh pegas. Ketika tegangan diterapkan, elektromagnet menarik angker, mengatasi gayanya dan menutup atau membuka kontak, tergantung pada desain relai.Setelah mati energi, pegas mengembalikan angker ke posisi semula. Beberapa model mungkin memiliki komponen elektronik bawaan. Ini adalah resistor yang terhubung ke belitan koil untuk aktuasi relai yang lebih jelas, atau / dan kapasitor sejajar dengan kontak untuk mengurangi busur dan kebisingan.
Sirkuit yang dikontrol tidak terhubung secara elektrik dengan cara apa pun ke sirkuit kontrol; selain itu, di sirkuit yang dikontrol, nilai arus bisa jauh lebih tinggi daripada di sirkuit kontrol. Artinya, relay pada dasarnya bertindak sebagai penguat arus, tegangan, dan daya dalam rangkaian listrik.
Relai AC beroperasi ketika arus dengan frekuensi tertentu diterapkan ke koilnya, yaitu sumber energi utama adalah jaringan AC. Konstruksi relai AC mirip dengan relai DC, hanya inti dan angker yang terbuat dari lembaran baja listrik untuk mengurangi kerugian histeresis dan arus eddy.
Keuntungan dan kerugian relay elektromagnetik
Relai elektromagnetik memiliki sejumlah keunggulan yang tidak dimiliki oleh pesaing semikonduktor:
- kemampuan untuk mengalihkan beban hingga 4 kW dengan volume relai kurang dari 10 cm3;
- resistensi terhadap lonjakan impuls dan gangguan destruktif yang dihasilkan dari pelepasan petir dan sebagai akibat dari proses pensakelaran dalam teknik listrik tegangan tinggi;
- isolasi listrik yang luar biasa antara sirkuit kontrol (kumparan) dan grup kontak — standar 5 kV terbaru adalah impian yang tidak dapat dicapai oleh sebagian besar sakelar semikonduktor;
- penurunan tegangan rendah pada kontak tertutup dan, akibatnya, pembangkitan panas rendah: saat mengalihkan arus 10 A, relai kecil menghilangkan total kurang dari 0,5 W melintasi koil dan kontak, sementara relai triac memancarkan lebih dari 15 W ke atmosfer, yang pertama membutuhkan pendinginan intensif, dan kedua, memperburuk efek rumah kaca di planet ini;
- biaya relai elektromagnetik yang sangat rendah dibandingkan dengan sakelar solid state
Memperhatikan keuntungan elektromekanik, kami juga mencatat kerugian relai: kecepatan operasi yang rendah, sumber daya listrik dan mekanik yang terbatas (walaupun sangat besar), terciptanya interferensi radio saat menutup dan membuka kontak, dan terakhir, properti terakhir dan tidak menyenangkan — masalah dengan mengganti beban induktif dan beban DC tegangan tinggi.
Praktik aplikasi tipikal relai elektromagnetik daya tinggi adalah pengalihan beban pada 220 V AC atau 5 hingga 24 V DC pada arus switching hingga 10-16 A. servo), lampu pijar, elektromagnet, dan konsumen aktif, induktif, dan kapasitif lainnya energi listrik dalam kisaran dari 1 W hingga 2-3 kW.
Relai elektromagnetik terpolarisasi
Salah satu jenis relai elektromagnetik adalah relai elektromagnetik terpolarisasi. Perbedaan utama mereka dari relai netral adalah kemampuan untuk menanggapi polaritas sinyal kontrol.
Rangkaian relai kontrol elektromagnetik yang paling umum
Seri RPL estafet menengah. Relai dimaksudkan untuk digunakan sebagai komponen dalam instalasi stasioner, terutama di sirkuit kontrol untuk penggerak listrik pada tegangan hingga 440 V DC dan hingga 660 V AC dengan frekuensi 50 dan 60 Hz.Relay ini cocok untuk pengoperasian pada sistem kontrol yang menggunakan teknologi mikroprosesor dimana koil penutup dikelilingi oleh limiter limiter atau dengan kontrol thyristor. Jika perlu, salah satu dari berikut ini dapat dipasang pada relai perantara. plugin PKL dan PVL… Arus nominal kontak — 16A
Seri relai menengah RPU-2M. Relay menengah RPU-2M dirancang untuk operasi di sirkuit listrik untuk kontrol dan otomasi industri arus bolak-balik dengan tegangan hingga 415V, frekuensi 50Hz dan arus searah dengan tegangan hingga 220V.
Seri relai RPU-0, RPU-2, RPU-4. Relai diproduksi dengan kumparan penarik DC untuk tegangan 12, 24, 48, 60, 110, 220 V dan arus 0,4 — 10 A dan kumparan penarik AC untuk tegangan 12, 24, 36, 110, 127, 220, 230, 240, 380 dan arus 1 — 10 A. Relai RPU-3 dengan kumparan suplai DC — untuk voltase 24, 48, 60, 110 dan 220 V.
Seri relai perantara RP-21 dimaksudkan untuk digunakan di sirkuit kontrol penggerak listrik arus bolak-balik dengan tegangan hingga 380V dan di sirkuit DC dengan tegangan hingga 220V. Relai RP-21 dilengkapi dengan soket untuk penyolderan, untuk din. rel atau sekrup.
Karakteristik utama relai RP-21. Rentang tegangan suplai, V: DC — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 AC dengan frekuensi 50 Hz — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 AC dengan frekuensi dari 60 Hz — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Nilai tegangan rangkaian kontak, V: relai DC — 12 … 220, relai AC — 12 … 380 Arus terukur — 6,0 A Kuantitas kontak tertutup . / istirahat / sakelar — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Daya tahan mekanis — setidaknya 20 juta siklus.
Relai DC elektromagnetik seri RES-6 sebagai relai perantara dengan tegangan 80 — 300 V, arus switching 0,1 — 3 A
Juga digunakan sebagai rangkaian perantara relay elektromagnetikRP-250, RP-321, RP-341, RP-42 dan sejumlah lainnya yang dapat digunakan sebagai relai tegangan.
Bagaimana memilih relai elektromagnetik
Tegangan dan arus operasi dalam koil relai harus berada dalam nilai yang diizinkan. Penurunan arus operasi pada koil menyebabkan penurunan keandalan kontak dan peningkatan koil yang terlalu panas, penurunan keandalan relai pada suhu positif maksimum yang diizinkan.Bahkan pasokan jangka pendek dengan tegangan operasi yang meningkat ke koil relai tidak diinginkan, karena hal ini menyebabkan tegangan lebih mekanis di bagian sirkuit magnetik dan grup kontak, dan tegangan lebih listrik koil ketika sirkuit dibuka dapat menyebabkan kerusakan isolasi.
Saat memilih mode operasi kontak relai, nilai dan jenis arus sakelar, sifat beban, jumlah total, dan frekuensi sakelar harus diperhitungkan.
Saat mengganti beban aktif dan induktif, yang paling sulit untuk kontak adalah proses pembukaan sirkuit, karena dalam hal ini, karena pembentukan pelepasan busur, terjadi keausan utama pada kontak.
Cara memundurkan belitan gulungan perangkat listrik ke jenis arus yang berbeda