Rc obvod pre relé. Reťaze na zachytávanie iskier. Kombinácia RC obvodu a diódového obvodu

Používa sa tam, kde je nežiaduce alebo nemožné inštalovať obvod RC paralelne s kontaktmi relé. Na výpočet sa navrhujú tieto približné hodnoty prvkov:

C = 0,5 ... 1 µF na 1 A zaťažovací prúd;

R = 50...100% záťažového odporu.

Po výpočte hodnôt R a C je potrebné skontrolovať dodatočné zaťaženie kontaktov relé, ktoré vzniká počas prechodového procesu (nabíjanie kondenzátora), ako je opísané vyššie.

Uvedené hodnoty R a C nie sú optimálne. Ak sa vyžaduje maximum plná ochrana kontakty a implementácia maximálneho zdroja relé, potom je potrebné vykonať experiment a experimentálne vybrať odpor a kondenzátor, pričom sa pozorujú prechodné procesy pomocou osciloskopu.

Výhody RC obvodu paralelného so záťažou:

dobré potlačenie oblúka, žiadne zvodové prúdy do záťaže cez otvorené kontakty relé.

nedostatky:

pri zaťažovacom prúde viac ako 10 A vedú veľké hodnoty kapacity k potrebe inštalácie pomerne drahých a veľkých kondenzátorov; na optimalizáciu obvodu je žiaduce experimentálne testovanie a výber prvkov.

Fotografie znázorňujú oscilogramy napätia na indukčnej záťaži v momente, keď je napájanie vypnuté bez posunu (obr. 33) as nainštalovaným RC obvodom (obr. 34). Oba priebehy majú vertikálnu stupnicu 100 voltov/dielik.

Tu nie je potrebný žiadny špeciálny komentár, efekt inštalácie okruhu zhášania iskier je viditeľný okamžite. Zarážajúci je proces generovania vysokofrekvenčného vysokonapäťového rušenia v momente rozopnutia kontaktov, k tomuto javu sa vrátime pri analýze EMC relé.

Fotografie prevzaté z univerzitnej správy o optimalizácii RC obvodov inštalovaných paralelne s reléovými kontaktmi. Autor správy vykonal komplexnú matematickú analýzu správania sa indukčnej záťaže so skratom vo forme RC obvodu, ale nakoniec boli odporúčania na výpočet prvkov zredukované na dva vzorce:


Obrázok 33
Vypnutie indukčnej záťaže spôsobuje veľmi zložitý prechodový jav


Obrázok 34
Správne zvolený obvod ochrany RC úplne eliminuje prechodové javy

kde C je kapacita RC obvodu, μF, I je prevádzkový zaťažovací prúd. A;

R = Ео/(10*I*(1 + 50/Ео))

kde Eo je napätie záťaže. V, I - prevádzkový zaťažovací prúd. A, R - odpor RC obvodu, Ohm.

Odpoveď: C = 0,1 µF, R = 20 Ohm. Tieto parametre sú vo výbornej zhode s nomogramom uvedeným vyššie.

Na záver sa pozrime na tabuľku z tej istej správy, ktorá ukazuje prakticky namerané napätie a čas oneskorenia pre rôzne obvody zhášania iskier. Ako indukčná záťaž slúžilo elektromagnetické relé s napätím cievky 28 VDC/1 W, obvod zhášania iskry bol inštalovaný paralelne s cievkou relé.


Ahojte všetci.
Krátka recenzia relé s rádiovým kanálom 433 MHz.
Existujú možnosti NC/NO pre pripojenie jednej riadiacej linky

Občas potrebujete niečo zapnúť/vypnúť na diaľku, bez akýchkoľvek 3G/Wi-Fi alebo cloudových služieb.
Na tieto účely je lepšie použiť jednoduché a „nemotorné“ relé.
Najjednoduchšie sú diaľkovo ovládané reléové moduly.

Vzhľad reléový modul na fotografii.


Je to malé vytlačená obvodová doska s jednoduchým relé SONGLE SRD-12VDC-SL-C (3 kontakty COM/NO/NC, plus 12V piny na cievku), umiestneným v skrinke ala poistková skrinka.

Na ovládanie slúži malý diaľkový ovládač s dvoma tlačidlami (A/B) a indikátorom.
Doska AK-RK01SY obsahuje LED indikátor, relé a modul bezdrôtovej komunikácie 433 MHz.


Vzhľad ovládacieho panela


Možnosti použitia: zapínanie a vypínanie svetiel, aktivácia elektrického zámku, otváranie brán/dverí/záclon, diaľkové zapínanie/vypínanie zariadení atď.

Charakteristika:
Značka: No Name
Model: AK-RK01SY
Vstupné napájanie: DC10V-14V
Pohotovostný prúd:<5MA
RF frekvencia: 433 MHz
RF pracovný režim: superheterodynný príjem
Citlivosť príjmu: -108 dBm
Prenosová vzdialenosť: 100 m (otvorený priestor)
Režim dekódovania: softvérové ​​dekódovanie MCU
Pracovný režim: Momentary, Toggle, Latching
Typ zapojenia: pevná svorka
Výstupný terminál: NO, NC, COM
Batéria diaľkového ovládača: 1 * 12 V 23 A (súčasťou balenia)
Podporný typ diaľkového ovládača: učiaci sa kód (čip 1527); pevný kód
Veľkosť dosky prijímača: Pribl. 3,5*3*3 cm
Veľkosť poistkovej skrinky: 4*3,7*2,7cm

Balík prišiel rýchlo, v poštovej taške, vnútri vrecka na zips s reléovým modulom a diaľkovým ovládačom.


Súčasťou bol aj návod.

Vonkajší pohľad na reléový blok.
Rozmery takmer 4 cm x 4 cm x 2,7 cm


Hmotnosť 25 gramov nie je vôbec kritická, pretože predpokladá stacionárnu inštaláciu. Hoci…


Skrinku poistkovej skrinky je možné jednoducho rozobrať, vo vnútri je jednoducho doska s relé a prijímačom.


Veľkosti sú tiež malé


Na zadnej strane je pinout bloku, ako aj pripomienkové označenie prevádzkových režimov.


Anténa je vo forme špirály drôtu, modul prijímača je prispájkovaný vertikálne k doske relé






Zmontované.

Diaľkové ovládanie pre reléový modul je malé, vhodné na nosenie kľúčov ako prívesok na kľúče


Hmotnosť iba 20 gramov


Na zadnej strane je nálepka s frekvenciou dosahu diaľkového ovládača.
Poďme rozobrať diaľkové ovládanie


Vo vnútri je 12V 23A batéria (ako v autoalarmoch), ako aj doska s dvoma tlačidlami a rádiový vysielač


Samotná batéria je cenovo porovnateľná s celým reléovým modulom. To, že už existuje, je veľké plus.


Označenie dosky plošných spojov diaľkového ovládača AK-BF02


Vysielač je zostavený na základe rezonátora NDR4208 (prijímaná frekvencia je asi 433,92 MHz)


No, dva mikrotlačidlá A a B, resp. Rovnako ako LED indikujúca prevádzku.


Zadná strana bez prvkov. Je pozoruhodné, že existuje stopa pre jeden čip a na zadnej strane pre kódovanie (pole prepojok HLF). V tejto verzii sa toto všetko nepoužíva.


Práca je jednoduchá. Pripájame podľa vyššie uvedených schém do otvoreného obvodu napájacieho zdroja servomotora.
Stláčame tlačidlá na diaľkovom ovládači. Upozorňujeme, že počas prenosu z diaľkového ovládača je signalizácia (červená LED).




Tlačidlo A vyrobené z červeného priehľadného plastu. IN- zo šedej


Ešte raz zadná strana diaľkového ovládača - všetko držia dve skrutky


Foto v ruke. Diaľkové ovládanie je naozaj ako kľúčenka, malé.



Z dôležitých vecí je tu popis tréningových režimov diaľkového ovládania:
Prevádzkové režimy: Momentary, Toggle a Latched.
1. Stlačte raz tlačidlo Learn na doske. Čakáme na blikanie diódy. Stlačte tlačidlo na diaľkovom ovládači. Dióda opäť bliká a prevádzkový režim je nastavený na „1“ - Okamžitý.
Slúži na aktiváciu zariadenia podržaním tlačidla. Tradične držíme tlačidlo na diaľkovom ovládači a podsvietenie je zapnuté.
2. Stlačte dvakrát tlačidlo Learn na doske. Čakáme na blikanie diódy. Stlačte tlačidlo na diaľkovom ovládači. Dióda opäť bliká a prevádzkový režim je nastavený na „2“ - Spínanie.
Stlačí tlačidlo na diaľkovom ovládači - zariadenie sa zapne. Znova stlačte rovnaké tlačidlo - zariadenie sa vypne.
3. Stlačte 3x tlačidlo Learn na doske. Čakáme na rozsvietenie diódy. Na diaľkovom ovládači stlačte tlačidlo A. Dióda na doske bliká. Potom na diaľkovom ovládači stlačte tlačidlo B. Dióda opäť zabliká a zhasne.
Teraz bude zariadenie zapnuté iba tlačidlom A a vypnuté tlačidlom B.
Najpohodlnejší režim pre mňa))))

Doplňujúce informácie - návod v angličtine

Univerzálny spôsob pripojenia k napájaciemu obvodu ovládaného zariadenia


Ďalší príklad zapojenia: A) 12V zdroj osvetlenia (napríklad LED pásiky) a B) 220V zdroj žiaroviek (vhodné na ovládanie ľubovoľnej záťaže, 1V.....250V, do 10A).

Pripájam reléový modul na testovanie.
Na foto LED indikácia počas tréningu

Niekoľko testov
V kľudovom režime je spotreba minimálna – cca 0,002A.


Pri spustení a podržaní sa prúd zvyšuje. Približne 0,05 A.

Okamžitý režim. Stlačím a podržím A- svetlo svieti. Pustím a hneď zhasne.


Režim podržania. stlačím A a keď ho pustím, kontrolka sa rozsvieti a zostane svietiť. Relé je vždy zapnuté. stlačím IN a pustiť - zhasne.


Najprv som rozmýšľal nad tým, že by som to dal do zdroja 3D tlačiarne ako záložné tlačidlo.
Problém ale nastal s výkonom vyhrievaného stola.


Prirodzene, takéto spojenie nie je efektívne.
Prerobený na samostatné napájanie stola a zvyšku elektroniky.


Zo zdroja ide cez tento reléový modul 6A a tlačidlom môžem vypnúť ovládanie tlačiarne a ohrev trysky/motora.
Stôl je vyhrievaný cez polovodičové relé. Preto, ak je riadiaca doska bez napätia, stôl sa nezohrieva.
Celkom pohodlné, najmä pri monitorovaní v rámci miestnosti/bytu. Ak niekto doma začne kričať, že je tu opäť pavučina alebo niečo iné, môžete to kedykoľvek vypnúť z kľúčenky bez toho, aby ste museli vyberať smartfón a bez zúrivého hľadania tlačidla na ovládanie cloudu.

Celkovo je relé pohodlné. Malé rozmery a univerzálne pripojenie vám umožní ovládať čokoľvek.
Dôležité sú dva body: ovládanie sa používa na frekvencii 433 MHz, to znamená, že môžete ovládať iný podobný reléový modul s podobnou frekvenciou, ako aj vybrať diaľkové ovládanie pre váš modul, ak sa stratí.
Druhým bodom je, že dosah diaľkového ovládača sa uvádza maximálne 100 m (bez rušenia). Pracoval som v byte - funguje to dobre. Ak otvoríte zámok alebo bránu, keď stojíte priamo pred ňou, tiež nie je problém. Na prvý pohľad - 20 metrov funguje. Neskontroloval som maximálny prevádzkový dosah. Opäť to veľmi závisí od úrovne batérie.

Tovar bol poskytnutý na napísanie recenzie obchodom. Recenzia bola zverejnená v súlade s bodom 18 Pravidiel stránky.

Plánujem kúpiť +50 Pridať k obľúbeným Recenzia sa mi páčila +48 +79

Aby sa eliminovali škodlivé účinky samoindukčného EMF, používajú sa obvody na zhášanie iskier, inštalované paralelne s kontaktmi relé alebo paralelne so záťažou.

Bez toho, aby sme sa dostali do fyziky prechodných procesov, zvážime najúčinnejšie a najpoužívanejšie obvody na zhášanie iskier jednosmerného a striedavého prúdu.

Kremíková dióda je zapojená paralelne s indukčnou záťažou, pri zopnutých kontaktoch a v ustálenom stave nemá žiadny vplyv na činnosť obvodu. Keď je záťaž vypnutá, objaví sa samoindukčné napätie, ktorého polarita je opačná ako prevádzkové napätie, dióda sa otvorí a odpojí indukčnú záťaž. Diódy najefektívnejšie chránia kontakty relé pred spálením a sú najlepším riešením v porovnaní s akýmikoľvek inými obvodmi na zhášanie iskier. Táto metóda je použiteľná aj pre alarmy s tranzistorovým výstupom.


Pravidlá pre výber reverznej diódy:

  • Prevádzkový prúd a spätné napätie diódy by mali byť porovnateľné s menovitým napätím a prúdom záťaže. Pre záťaže s prevádzkovým napätím do 250 V DC a prevádzkovým prúdom do 5 A je celkom vhodná bežná kremíková dióda 1N4007 so spätným napätím 1000 V DC a maximálnym impulzným prúdom do 20 A;
  • Vodiče diód by mali byť čo najkratšie;
  • Dióda by mala byť prispájkovaná (priskrutkovaná) priamo na indukčnú záťaž, bez dlhých spojovacích vodičov - to zlepšuje EMC počas spínacích procesov.


AC a DC obvody

RC obvod je najlacnejší a najpoužívanejší prostriedok na ochranu striedavých aj jednosmerných obvodov.

Na rozdiel od diódových obvodov môžu byť RC obvody inštalované buď paralelne so záťažou alebo paralelne s kontaktmi relé. V niektorých prípadoch je záťaž fyzicky nedostupná pre montáž prvkov na zhášanie iskier a potom jediným spôsobom ochrany kontaktov je premostenie kontaktov s RC obvodmi.

Najjednoduchším spôsobom je použiť univerzálny nomogram. Pomocou známych hodnôt napätia napájacieho zdroja U a záťažového prúdu I sa na nomograme nájdu dva body, po ktorých sa medzi bodmi nakreslí priamka s požadovanou hodnotou odporu R. Hodnota kapacity C sa meria na stupnica vedľa aktuálnej stupnice I. Nomogram poskytuje vývojárovi pomerne presné údaje, pri praktickej realizácii obvodu bude potrebné zvoliť najbližšie štandardné hodnoty pre rezistor a kondenzátor RC obvodu.

RC obvod pripojený paralelne k záťaži:

Používa sa tam, kde je nežiaduce alebo nemožné inštalovať obvod RC paralelne s kontaktmi relé. Na výpočet sa navrhujú tieto približné hodnoty prvkov:

  • C = 0,5 ... 1 µF na 1 A zaťažovací prúd;
  • R = 0,5 ... 1 Ohm na 1 V záťažové napätie alebo
  • R = 50...100% záťažového odporu.

Uvedené hodnoty R a C nie sú optimálne. Ak je potrebná najúplnejšia ochrana kontaktov a implementácia maximálneho zdroja relé, potom je potrebné vykonať experiment a experimentálne vybrať odpor a kondenzátor, pričom sa pozorujú prechodné procesy pomocou osciloskopu.

Na ochranu výstupných tranzistorových stupňov alarmov je obvod RC zapojený paralelne so záťažou.

Technické oddelenie spoločnosti RusAutomation
Dátum uverejnenia článku: 28.11.2016

Chcete ušetriť
tento článok?
to vo formáte PDF
Stále máte otázky?
Diskutujte o tomto článku
na
Chcete čítať články
buďte prvý, kto sa prihlási na odber
v našom kanáli Yandex.Zen

Vplyv oblúkových výbojov na stabilitu kontaktov relé je taký veľký, že pre inžiniera je znalosť základov výpočtu a aplikácie ochranných obvodov jednoducho nevyhnutnou podmienkou.

Obvody na zachytávanie iskier

Na zníženie poškodenia kontaktov oblúkovými výbojmi sa používajú:

  1. špeciálne relé s veľkými kontaktnými medzerami (až 10 mm alebo viac) a vysokou rýchlosťou spínania poskytovanou silnými kontaktnými pružinami;
  2. magnetické vyfukovanie kontaktov, realizované inštaláciou permanentného magnetu alebo elektromagnetu v rovine kontaktnej medzery. Magnetické pole zabraňuje vzniku a rozvoju oblúka a účinne chráni kontakty pred spálením;
  3. obvody na zaistenie iskier inštalované paralelne s kontaktmi relé alebo paralelne so záťažou.

Prvé dva spôsoby zaručujú vysokú spoľahlivosť vďaka konštrukčným opatreniam pri vývoji relé. V tomto prípade sa zvyčajne nevyžadujú ochranné prvky vonkajších kontaktov, ale špeciálne relé a magnetické vyfukovanie kontaktov sú dosť exotické, drahé a vyznačujú sa veľkou veľkosťou a pevným výkonom cievky (relé s veľkou vzdialenosťou medzi kontaktmi majú silné kontaktné pružiny) .

Priemyselná elektrotechnika sa zameriava na lacné štandardné relé, takže použitie iskrových obvodov je najbežnejšou metódou hasenia oblúkových výbojov na kontaktoch.

Ryža. 1. Účinná ochrana výrazne predlžuje životnosť kontaktov:

Na uhasenie oblúka sa dá teoreticky použiť veľa fyzikálnych princípov, ale v praxi sa používajú tieto efektívne a ekonomické schémy:

  1. RC obvody;
  2. voľnobežné diódy;
  3. varistory;
  4. kombinované obvody, napríklad varistor + RC obvod.

Bezpečnostné obvody môžu zahŕňať:

  1. paralelné s indukčným zaťažením;
  2. paralelne s kontaktmi relé;
  3. paralelne s kontaktmi a záťažou súčasne.

Na obr. Obrázok 1 znázorňuje typické zapojenie ochranných obvodov pri prevádzke na jednosmerný prúd.

Diódový obvod (iba DC obvody)

Najlacnejší a najpoužívanejší obvod na potlačenie samoindukčného napätia. Kremíková dióda je zapojená paralelne s indukčnou záťažou, pri zopnutých kontaktoch a v ustálenom stave nemá žiadny vplyv na činnosť obvodu. Keď je záťaž vypnutá, objaví sa samoindukčné napätie, ktorého polarita je opačná ako prevádzkové napätie, dióda sa otvorí a odpojí indukčnú záťaž.

Nemalo by sa predpokladať, že dióda obmedzuje spätné napätie pri poklese napätia v priepustnom smere 0,7-1 V. Kvôli konečnému vnútornému odporu závisí pokles napätia na dióde od prúdu cez diódu. Výkonné indukčné záťaže sú schopné vyvinúť impulzné samoindukčné prúdy až do desiatok ampérov, čo pre výkonné kremíkové diódy zodpovedá poklesu napätia cca 10-20 V. Diódy sú mimoriadne účinné pri eliminácii oblúkových výbojov a ochrane kontaktov relé pred spálením lepšie ako akékoľvek iné okruhy na hasenie iskier.

Pravidlá pre výber reverznej diódy:

  1. Pracovný prúd a spätné napätie diódy musia byť porovnateľné s menovitým napätím a prúdom záťaže. Pre záťaže s prevádzkovým napätím do 250 VDC a prevádzkovým prúdom do 5 A je celkom vhodná bežná kremíková dióda 1N4007 so spätným napätím 1000 VDC a maximálnym impulzným prúdom do 20 A;
  2. vodiče diód by mali byť čo najkratšie;
  3. dióda by mala byť prispájkovaná (priskrutkovaná) priamo na indukčnú záťaž, bez dlhých spojovacích vodičov - to zlepšuje EMC počas spínacích procesov.

Výhody diódového obvodu:

  1. nízke náklady a spoľahlivosť;
  2. jednoduchý výpočet;
  3. maximálna dosiahnuteľná účinnosť.

Nevýhody diódového obvodu:

  1. diódy zvyšujú dobu vypnutia indukčných záťaží o 5-10 krát, čo je veľmi nežiaduce pre záťaže, ako sú relé alebo stýkače (kontakty sa otvárajú pomalšie, čo prispieva k ich spáleniu), zatiaľ čo ochrana diód funguje iba v obvodoch jednosmerného prúdu.

Ak je obmedzujúci odpor zapojený do série s diódou, potom sa vplyv diód na čas vypnutia zníži, ale dodatočné odpory spôsobujú vyššie spätné napätie ako samotné ochranné diódy (napätie na rezistore klesá podľa Ohmovho zákona) .

Zenerove diódy (pre obvody AC a DC)

Namiesto diódy je paralelne k záťaži inštalovaná zenerova dióda a pre obvody striedavého prúdu dve zenerové diódy zapojené do série. V takomto obvode je spätné napätie obmedzené zenerovou diódou na stabilizačné napätie, čo trochu znižuje vplyv ochranného obvodu proti iskru na čas vypnutia záťaže.

Ak vezmeme do úvahy vnútorný odpor zenerovej diódy, spätné napätie na výkonnej indukčnej záťaži bude väčšie ako stabilizačné napätie o veľkosť poklesu napätia na rozdielovom odpore zenerovej diódy.

Výber zenerovej diódy pre ochranný obvod:

  1. je zvolené požadované obmedzujúce napätie;
  2. požadovaný výkon zenerovej diódy sa volí s prihliadnutím na špičkový prúd vyvíjaný záťažou pri výskyte samoindukčného napätia;
  3. kontroluje sa skutočné upínacie napätie - na tento účel je žiaduci experiment a pri meraní napätia je vhodné použiť osciloskop.

Výhody zenerových diód:

  1. menšie oneskorenie vypnutia ako v diódovom obvode;
  2. Zenerove diódy môžu byť použité v obvodoch akejkoľvek polarity;
  3. Zenerove diódy pre nízkoenergetické záťaže sú lacné;
  4. Obvod funguje na striedavý a jednosmerný prúd.

Nevýhody zenerových diód:

  1. menej účinné ako v diódovom obvode;
  2. výkonné záťaže vyžadujú drahé zenerove diódy;
  3. Pre veľmi výkonné záťaže je obvod so zenerovými diódami technicky nerealizovateľný.

Varistorový obvod (pre obvody AC a DC)

Varistor z oxidu kovu má charakteristiku prúdového napätia podobnú bipolárnej zenerovej dióde. Až do privedenia obmedzujúceho napätia na svorky je varistor prakticky odpojený od obvodu a vyznačuje sa len mikroampérovými zvodovými prúdmi a vnútornou kapacitou na úrovni 150-1000 pF. Keď sa napätie zvýši, varistor sa začne hladko otvárať a posunie indukčnú záťaž svojim vnútorným odporom.

Pri veľmi malých veľkostiach sú varistory schopné vybíjať veľké impulzné prúdy: pre varistor s priemerom 7 mm môže byť vybíjací prúd rovný 500-1000 A (trvanie impulzu menej ako 100 μs).

Výpočet a montáž varistorovej ochrany:

  1. sú nastavené limitmi bezpečného napätia na induktíve
    naložiť;
  2. na určenie požadovaného varistorového prúdu sa vypočíta alebo zmeria prúd dodávaný indukčnou záťažou počas samoindukcie;
  3. Podľa katalógu sa volí varistor na požadované obmedzovacie napätie, v prípade potreby je možné varistory inštalovať do série pre výber požadovaného napätia;
  4. je potrebné skontrolovať: varistor musí byť uzavretý v celom rozsahu prevádzkových napätí pri záťaži (zvodový prúd menší ako 10-50 μA);
  5. Varistor musí byť namontovaný na záťaži podľa pravidiel určených pre ochranu diód.

Výhody varistorovej ochrany:

  1. varistory pracujú v obvodoch AC a DC;
  2. normalizované obmedzujúce napätie;
  3. zanedbateľný vplyv na oneskorenie vypnutia;
  4. varistory sú lacné;
  5. Varistory ideálne dopĺňajú RC ochranné obvody pri práci s vysokým zaťažovacím napätím.

Nevýhody varistorovej ochrany:

  1. pri použití iba varistorov je ochrana kontaktov relé pred elektrickým oblúkom výrazne horšia ako v diódových obvodoch.

RC obvody (pre jednosmerný a striedavý prúd)

Na rozdiel od diódových a varistorových obvodov môžu byť RC obvody inštalované paralelne so záťažou aj paralelne s kontaktmi relé. V niektorých prípadoch je záťaž fyzicky nedostupná pre montáž prvkov na zhášanie iskier a potom jediným spôsobom ochrany kontaktov je premostenie kontaktov s RC obvodmi.

Princíp činnosti RC obvodu je založený na skutočnosti, že napätie na kondenzátore sa nemôže okamžite zmeniť. Samoindukčné napätie má impulzný charakter a predná časť impulzu pre typické elektrické zariadenia má trvanie 1 μs. Keď sa takýto impulz aplikuje na obvod RC, napätie na kondenzátore sa začne zvyšovať nie okamžite, ale s časovou konštantou určenou hodnotami R a C.

Ak predpokladáme, že vnútorný odpor zdroja je nulový, potom zapojenie RC obvodu paralelne so záťažou je ekvivalentné zapojeniu RC obvodu paralelne s kontaktmi relé. V tomto zmysle neexistuje zásadný rozdiel v inštalácii prvkov obvodu zhášania iskier pre rôzne spínacie obvody.

RC obvod paralelný s kontaktmi relé

Kondenzátor (pozri obr. 2) sa začne nabíjať po otvorení kontaktov relé. Ak je čas nabíjania kondenzátora na napätie zapaľovania oblúka na kontaktoch zvolený väčší ako čas divergencie kontaktov do vzdialenosti, v ktorej nemôže vzniknúť oblúk, potom sú kontakty úplne chránené pred vznikom oblúka. Tento prípad je ideálny a v praxi nepravdepodobný. V reálnych prípadoch RC obvod pomáha pri otvorení obvodu udržiavať nízke napätie na kontaktoch relé a tým oslabiť vplyv oblúka.

Ryža. 2. ochranné prvky môžu byť pripojené paralelne ku kontaktom aj paralelne k záťaži:

Keď je ku kontaktom relé paralelne zapojený len jeden kondenzátor, funguje v princípe aj ochranný obvod, ale vybitie kondenzátora cez kontakty relé, keď sú zopnuté, vedie k nábehu prúdu cez kontakty, čo je nežiaduce. V tomto zmysle obvod RC optimalizuje všetky prechodné procesy pri zatváraní aj otváraní kontaktov.

Výpočet RC obvodu

Najjednoduchším spôsobom je použiť univerzálny nomogram znázornený na obr. 3. Na základe známeho napájacieho napätia U a zaťažovacím prúdom ja nájdite dva body na nomograme, po ktorých sa medzi bodmi nakreslí priamka, ktorá ukazuje požadovanú hodnotu odporu R. Hodnota kapacity S sa počíta na stupnici vedľa aktuálnej stupnice ja. Nomogram poskytuje vývojárovi pomerne presné údaje, pri praktickej implementácii obvodu bude potrebné zvoliť najbližšie štandardné hodnoty pre odpor a kondenzátor RC obvodu.

Ryža. 3. Najpohodlnejší a najpresnejší nomogram na určenie parametrov ochranného RC obvodu (a tento graf má už viac ako 50 rokov!)

Výber kondenzátora a odporu pre RC obvod

Kondenzátor by sa mal používať len s fóliovým alebo papierovým dielektrikom, keramické kondenzátory nie sú vhodné pre vysokonapäťové iskrivé obvody. Pri výbere odporu musíte pamätať na to, že počas prechodného procesu rozptýli veľa energie. Pre RC obvody možno odporučiť použiť odpory s výkonom 1-2 W a určite si treba skontrolovať, či je odpor určený pre vysoké impulzné napätie vlastnej indukčnosti. Najlepšie je použiť drôtové odpory, ale dobre fungujú aj kovové filmové alebo uhlíkové rezistory naplnené keramickými zlúčeninami.

Výhody RC obvodu:

  1. dobré zhasnutie oblúka;
  2. žiadny vplyv na dobu vypnutia indukčnej záťaže.

Vlastnosti RC obvodu: potreba použiť vysokokvalitný kondenzátor a odpor. Vo všeobecnosti je použitie RC obvodov vždy ekonomicky opodstatnené.

Pri inštalácii obvodu na zhášanie iskier paralelne so striedavými kontaktmi, s otvorenými kontaktmi relé, bude cez záťaž pretekať zvodový prúd určený impedanciou RC obvodu. Ak záťaž neumožňuje pretekať zvodový prúd alebo je to nežiaduce z dôvodov konštrukcie obvodu az dôvodov bezpečnosti personálu, potom je potrebné inštalovať obvod RC paralelne so záťažou.

Kombinácia RC obvodu a diódového obvodu

Takýto obvod (niekedy nazývaný obvod DRC) je mimoriadne účinný a umožňuje znížiť na nulu všetky nežiaduce účinky elektrického oblúka na kontakty relé.

Výhody obvodu DRC:

  1. Elektrická životnosť relé sa blíži k teoretickému limitu.

Nevýhody obvodu DRC:

  1. Dióda spôsobuje výrazné oneskorenie pri vypínaní indukčnej záťaže.

Kombinácia RC obvodu a varistora

Ak namiesto diódy nainštalujete varistor, parametre obvodu budú zhodné s bežným RC zhášacím obvodom, ale obmedzenie samoindukčného napätia varistora na záťaži umožňuje použitie nižšieho a lacnejšieho kondenzátora. a odpor.

RC obvod paralelne k záťaži

Používa sa tam, kde je nežiaduce alebo nemožné inštalovať RC obvod paralelne s kontaktmi relé. Na výpočet sa navrhujú tieto približné hodnoty prvkov:

  1. C = 0,5-1 µF na 1 A zaťažovací prúd;
  2. R = 0,5-1 Ohm na 1 V záťažové napätie;
  3. R = 50-100% záťažového odporu.

Po výpočte hodnôt R a C je potrebné skontrolovať dodatočné zaťaženie kontaktov relé, ktoré vzniká počas prechodového procesu (nabíjanie kondenzátora), ako je opísané vyššie.

Uvedené hodnoty R a C nie sú optimálne. Ak je potrebná najúplnejšia ochrana kontaktov a implementácia maximálneho zdroja relé, potom je potrebné vykonať experiment a experimentálne vybrať odpor a kondenzátor, pričom sa pozorujú prechodné procesy pomocou osciloskopu.

Výhody RC obvodu paralelného so záťažou:

  1. dobré potlačenie oblúka;
  2. cez otvorené kontakty relé nedochádza k úniku prúdu do záťaže.

nedostatky:

  1. pri zaťažovacom prúde viac ako 10 A vedú veľké hodnoty kapacity k potrebe inštalácie pomerne drahých a veľkých kondenzátorov;
  2. Na optimalizáciu obvodu je žiaduce experimentálne overenie a výber prvkov.

Fotografie zobrazujú oscilogramy napätia na indukčnej záťaži v momente, keď je napájanie vypnuté bez skratu (obr. 4) as nainštalovaným obvodom RCE (obr. 5). Oba priebehy majú vertikálnu stupnicu 100 voltov/dielik.

Ryža. 4. Vypnutie indukčnej záťaže spôsobuje veľmi zložitý prechodový jav

Ryža. 5. Správne zvolený ochranný reťazec RSE úplne eliminuje prechodný proces

Tu nie je potrebný žiadny špeciálny komentár, efekt inštalácie okruhu zhášania iskier je viditeľný okamžite. Proces generovania vysokofrekvenčného vysokonapäťového rušenia v okamihu otvorenia kontaktov je zarážajúci.

Fotografie prevzaté z univerzitnej správy o optimalizácii RC obvodov inštalovaných paralelne s reléovými kontaktmi. Autor správy vykonal komplexnú matematickú analýzu správania sa indukčnej záťaže so skratom vo forme RC obvodu, ale nakoniec boli odporúčania na výpočet prvkov zredukované na dva vzorce:

C = 12/10

Kde S– kapacita RC obvodu, μF;ja– prevádzkový zaťažovací prúd, A;

R = Eo /(10І(1 + 50/Eo))

Kde E o– záťažové napätie; IN, ja– prevádzkový zaťažovací prúd, A; R– odpor RC obvodu, Ohm.

odpoveď: C = 0,1 uF, R = 20 Ohm. Tieto parametre sú vo výbornej zhode s nomogramom uvedeným vyššie.

Na záver sa pozrime na tabuľku z tej istej správy, ktorá ukazuje prakticky namerané napätie a čas oneskorenia pre rôzne zhášacie obvody. Ako indukčná záťaž slúžilo elektromagnetické relé s napätím cievky 28 VDC/1 W, obvod zhášania iskry bol inštalovaný paralelne s cievkou relé.

Bočník paralelne s cievkou relé Špičkové prepätie cievky relé (% prevádzkového napätia) Čas vypnutia relé, ms (% menovitej hodnoty)
Bez skratu 950 (3400 %) 1,5 (100 %)
Kondenzátor 0,22 µF 120 (428 %) 1,55 (103 %)
Zenerova dióda, prevádzkové napätie 60V 190 (678 %) 1,7 (113 %)
Dióda + rezistor 470 Ohm 80 (286 %) 5,4 (360 %)
Varistor, limitné napätie 60V 64 (229 %) 2,7 (280 %)

Indukčné záťaže a elektromagnetická kompatibilita (EMC)

Požiadavky EMC sú nevyhnutným predpokladom pre prevádzku elektrického zariadenia a chápu sa ako:

  1. schopnosť zariadenia normálne fungovať v podmienkach vystavenia silnému elektromagnetickému rušeniu;
  2. vlastnosť nevytvárať elektromagnetické rušenie počas prevádzky nad úroveň predpísanú normami.

Relé je necitlivé na vysokofrekvenčné rušenie, ale prítomnosť silných elektromagnetických polí v blízkosti cievky relé ovplyvňuje zapínacie a vypínacie napätie relé. Pri inštalácii relé v blízkosti transformátorov, elektromagnetov a elektromotorov je potrebné experimentálne overenie správnej činnosti a deaktivácia relé. Pri inštalácii väčšieho počtu relé chrbtom k sebe na jeden montážny panel alebo na dosku plošných spojov dochádza aj k vzájomnému ovplyvňovaniu činnosti jedného relé na zapínacie a vypínacie napätie zostávajúcich relé. Katalógy niekedy uvádzajú pokyny na minimálnu vzdialenosť medzi relé rovnakého typu, čo zaručuje ich normálnu prevádzku. Ak takéto pokyny neexistujú, môžete použiť pravidlo, podľa ktorého by vzdialenosť medzi stredmi cievok relé mala byť aspoň 1,5-násobok ich priemeru. V prípade potreby tesnej montáže relé na dosku plošných spojov je potrebná experimentálna kontrola vzájomného vplyvu relé.

Elektromagnetické relé môže vytvárať veľa hluku, najmä pri použití s ​​indukčnou záťažou. Na obr. 4, vysokofrekvenčný signál je silné rušenie, ktoré môže ovplyvniť normálnu prevádzku citlivých elektronických zariadení pracujúcich v blízkosti relé.Frekvencia rušenia sa pohybuje od 5 do 50 MHz a výkon tohto rušenia je niekoľko stoviek mW, čo je úplne neprijateľné podľa moderných noriem EMC. Obvody iskrenia vám umožňujú dostať úroveň rušenia reléovým zariadením na bezpečnú úroveň požadovanú normami.

Použitie relé v uzemnených kovových puzdrách má pozitívny vplyv na EMC, ale treba pamätať na to, že pri uzemnení kovového puzdra väčšina relé znižuje izolačné napätie medzi kontaktmi a cievkou.

Izolácia medzi kontaktmi relé

Medzi otvorenými kontaktmi relé je medzera v závislosti od konštrukcie relé. Vzduch v medzere (alebo inertný plyn pre relé plnené plynom) pôsobí ako izolant. Predpokladá sa, že izolačné materiály telesa relé a kontaktnej skupiny sa vyznačujú vyšším prierazným napätím ako vzduch. V neprítomnosti kontaminácie medzi kontaktmi môže byť posudzovanie izolačných vlastností skupín kontaktov obmedzené len na vlastnosti vzduchovej medzery.

Na obr. Obrázok 6 (v článku trochu nižšie) ukazuje závislosť prierazného napätia od vzdialenosti medzi kontaktmi relé. V katalógoch nájdete niekoľko možností pre maximálne napätie medzi kontaktmi, a to:

  1. limitná hodnota napätia neustále aplikovaného na dva kontakty;
  2. rázové napätie;
  3. hraničná hodnota napätia medzi kontaktmi na určitý čas (zvyčajne 1 minútu, počas tejto doby by zvodový prúd nemal presiahnuť 1 alebo 5 mA pri špecifikovanej hodnote napätia).

Ak hovoríme o impulznom izolačnom napätí, potom impulzom je štandardný testovací signál IEC-255-5 s časom nábehu na špičkovú hodnotu 1,2 μs a časom poklesu na 50 % amplitúdy 50 μs.

Ak vývojár potrebuje relé so špeciálnymi požiadavkami na izoláciu kontaktov, informácie o súlade s týmito požiadavkami možno získať buď od výrobcu, alebo vykonaním nezávislého testovania. V druhom prípade je potrebné pamätať na to, že výrobca relé nezodpovedá za výsledky merania získané týmto spôsobom.

Kontaktné materiály relé

Kontaktný materiál určuje parametre samotných kontaktov a relé ako celku, ako napríklad:

  1. prúdová únosnosť, to znamená schopnosť efektívne odvádzať teplo z miesta kontaktu;
  2. možnosť spínania indukčných záťaží;
  3. kontaktný odpor;
  4. maximálna teplota okolia počas prevádzky;
  5. odolnosť materiálu kontaktov voči migrácii, najmä pri spínaní indukčných záťaží na jednosmerný prúd;
  6. odolnosť kontaktného materiálu proti vyparovaniu. Odparujúci sa kov podporuje vznik elektrického oblúka a zhoršuje izoláciu, keď sa kov ukladá na kontaktné izolátory a teleso relé;
  7. odolnosť kontaktov voči mechanickému opotrebovaniu;
  8. elasticita kontaktov absorbuje kinetickú energiu a zabraňuje nadmernému chveniu;
  9. odolnosť kontaktného kovu voči korozívnym plynom z prostredia.

Ryža. 7. Každý materiál je navrhnutý tak, aby prevádzkoval kontakty v určitom rozsahu prúdov, ale môže byť tiež použitý opatrne na spínanie slabých signálov

Niektoré užitočné vlastnosti materiálov sa navzájom nevylučujú, napríklad dobré prúdové vodiče majú vždy vysokú tepelnú vodivosť. Dobré vodiče s nízkym odporom sú však zvyčajne príliš mäkké a ľahko sa opotrebúvajú.

Teplota topenia je vyššia pre špeciálne kontaktné zliatiny (napríklad AgNi alebo AgSnO), ale takéto materiály nie sú vôbec vhodné na spínanie mikroprúdov.

Výsledkom je, že vývojár relé sa uspokojí s určitým kompromisom medzi kvalitou, cenou a rozmermi relé. Tento kompromis viedol k štandardizácii aplikácií rôznych reléových kontaktov, ako je znázornené na obr. 7. Oblasti použitia rôznych materiálov pre kontakty sú dosť podmienené, ale projektant musí pochopiť, že keď kontakty pracujú na hranici „prideleného“ rozsahu prúdov a napätí pre ne, experimentálne overenie spoľahlivosti takejto aplikácie môže vyžadovať. Experiment je veľmi jednoduchý a pozostáva z merania prechodového odporu kontaktov pre dávku relé rovnakého typu, pričom je vhodné testovať nie relé, ktoré práve zišli z montážnej linky, ale tie, ktoré boli prepravované a boli nejaký čas v sklade. Optimálna doba „starnutia“ v sklade je 3-6 mesiacov, počas ktorých sa procesy starnutia v plastoch a kovoplastových zlúčeninách normalizujú.

Relé- sú to elektromagnetické alebo polovodičové zariadenia na spínanie vysokovýkonných signálov s nízkovýkonovým riadiacim signálom. Podľa typológie sa delia na elektromagnetické, jazýčkové relé a polovodičové relé. Do tejto skupiny patria aj jazýčkové spínače, stýkače a bloky, ako aj reléové zásuvky.

Elektromagnetické relé
- delia sa najmä podľa výkonu (signálne a výkonové relé), podľa napätia na cievke (od 5 do 220V), podľa prúdu na kontaktoch, podľa skupiny kontaktov (zatváracie, rozopínacie, spínacie) a počtu skupín kontaktov. Okrem toho medzi relé identickými s inými skupinami môžu existovať možnosti pre zvýšenú účinnosť (nižší prúd spotrebovaný cievkou) a zvýšené prúdové zaťaženie (zlato alebo iné povlaky, ktoré zvyšujú odolnosť kontaktov relé proti opotrebovaniu a maximálny prúd relé). Výkonové relé môžu mať ďalšie možnosti, ako je indikácia zapnutia LED alebo manuálne spínanie kontaktov tlačidlom. Hlavní výrobcovia TTI A Tyco.

Jazýčkové relé
- špeciálny typ elektromagnetického relé, v ktorom je kontaktná skupina umiestnená vo vnútri utesnenej trubice, na ktorej je umiestnená riadiaca cievka. Táto konštrukcia umožňuje zvýšiť účinnosť relé a jeho životnosť v dôsledku skutočnosti, že proces zatvárania-otvárania prebieha vo vákuu. Nevýhodou týchto relé je menší počet kontaktných skupín (maximálne dve) a nižší spínaný výkon (do niekoľkých ampérov), čím sa toto zariadenie stáva hlavne signálnym, nie výkonovým. Jazýčkové relé sa zvyčajne pripájajú na dosku s plošnými spojmi. Konštrukčne sú niektoré z nich totožné s integrovanými obvodmi v puzdrách DIP alebo SIP. Hlavní výrobcovia TTI A Štart.

Jazýčkové spínače
- ide o magneticky ovládané kontakty identické s tými, ktoré sa používajú v jazýčkových relé, určené na ovládanie konštantného magnetického poľa na diaľku, vo väčšine prípadov v automatizačných zariadeniach a bezpečnostných systémoch. Jazýčkové spínače majú jednu skupinu kontaktov na otváranie, zatváranie alebo prepínanie na prúd od stoviek miliampérov do jednotiek ampérov pri napätí od jednotiek voltov do 250 voltov. Jazýčkové spínače pre bezpečnostné systémy môžu byť umiestnené v plastových puzdrách pre jednoduchú inštaláciu a vybavené magnetmi pre ovládanie v podobných prípadoch. Hlavní výrobcovia TTI A RZMKP.

Stýkače
- výkonné elektromagnetické zariadenia na spínanie elektrických prúdových signálov s napäťovými impulzmi 220V (v niektorých prípadoch 12 alebo 24). Môžu súčasne spínať jednu, dve alebo tri fázy elektrického prúdu. Vyznačujú sa zvýšenou udržiavateľnosťou, pre ktorú ich dizajn pozostáva z niekoľkých modulov: kontaktná skupina, cievky (vrátane pre rôzne napätia) a jadro (pozostávajúce z pohyblivých a pevných častí). Spolu s elektromagnetickými stýkačmi teraz existujú polovodičové stýkače, ktoré sú blokom niekoľkých polovodičových relé. Hlavní výrobcovia Elektrický stýkač A Epcos.

Polovodičové relé
- signálové alebo výkonové optoelektronické zariadenia na báze optočlena, vstupného obvodu s LED diódou a stabilizátorom napätia, ktorý rozširuje rozsah vstupných napätí a výstupného obvodu, ktorý tvorí výkonná výkonová polovodičová súčiastka-tyristor, poľný alebo bipolárny tranzistor. V závislosti od týchto prvkov môže mať polovodičové relé riadenie jednosmerného alebo striedavého prúdu (alebo napätia) a spínaný obvod jednosmerného alebo striedavého prúdu. Dodatočná indikácia činnosti na polovodičových relé sa vykonáva rozsvietením červenej LED paralelne so vstupom.
Nízkovýkonové polovodičové relé môžu byť v integrálnom prevedení, kryty typu DIP alebo SIP, stredný výkon v krytoch typu TO3 a TO220 vrátane s integrovaným radiátorom. Vysokovýkonné polovodičové relé majú vlastný modulárny blok krytu so skrutkovým pripojením vstupných a výstupných obvodov a montážou do špecializovaného chladiča-chladiča.
Hlavní výrobcovia vysokovýkonných polovodičových relé - Proton A Crydom, relé stredného výkonu - Cosmo A Crydom, slaby prud - Proton A Medzinárodný usmerňovač.

Tovar si môžete prezrieť a zakúpiť v našich predajniach v mestách: Moskva, Petrohrad, Volgograd, Voronež, Jekaterinburg, Iževsk, Kazaň, Kaluga, Krasnodar, Krasnojarsk, Minsk, Naberežnyj Čelny, Nižný Novgorod, Novosibirsk, Omsk, Perm, Rostov -na-don-on-don, Riazan, Samara, Tver, Tula, Ťumen, Ufa, Čeľabinsk. Doručenie objednávky poštou, prostredníctvom doručovacieho systému Pickpoint alebo prostredníctvom showroomov Euroset do nasledujúcich miest: Tolyatti, Barnaul, Uljanovsk, Irkutsk, Chabarovsk, Jaroslavľ, Vladivostok, Machačkala, Tomsk, Orenburg, Kemerovo, Novokuzneck, Astrachaň, Penza, Lipetsk , Kirov, Čeboksary, Kaliningrad, Kursk, Ulan-Ude, Stavropol, Soči, Ivanovo, Brjansk, Belgorod, Surgut, Vladimir, Nižný Tagil, Archangelsk, Čita, Smolensk, Kurgan, Orel, Vladikavkaz, Groznyj, Murmansk, Tambov, Petrozavodsk, Kostroma, Nizhnevartovsk, Novorossijsk, Yoshkar-Ola atď.

Produkty zo skupiny „Relé“ si môžete zakúpiť veľkoobchodne aj maloobchodne.