Az elektromos reteszelőrelék működése: impulzusvezérlés, tekercstípusok és alkalmazások

Képzeljen el egy utcai lámpavezérlőt, amelynek emlékeznie kell a kapcsolási állapotára egy hálózati kimaradás után, vagy egy intelligens mérőműszert, amelynek meg kell őriznie a terhelésmegszakító állapotát kimaradás emegén. A hagyományos relé ledobja az armatúrát abban a pillanatban, amikor a tekercs feszültsége megszűnik, elveszíti az érintkezési állapotot, és arra kényszeríti a rendszert, hogy újraindításkor újra megtanulja a helyzetet. Az elektromos reteszelő relé nem. Pontosan ott marad, ahol volt, nulla tekercsárammal, mert a mágneses áramköre szándékosan két stabil pozícióval van felépítve. Ez az egyetlen viselkedésbeli különbség az oka annak, hogy a reteszelő relék az alapértelmezett választás az intelligens mérőórákban, a világításvezérlésben, a töltési infrastruktúrában és sok más tápkapcsolós kialakításban.

Ez a cikk elmagyarázza, hogyan működnek az elektromos reteszelő relék, mi különbözteti meg az egytekercses és a kéttekercses változatokat, mely specifikációk számítanak valójában, és mi az, amit a mérnökök általában figyelmen kívül hagynak, amikor termékké tervezik őket.

Mi az elektromos reteszelő relé?

Az elektromos reteszelő relé, más néven bi-stabil vagy impulzusrelé, egy elektromechanikus kapcsolóeszköz, amely a tekercs feszültségmentesítése után tartja érintkezési helyzetét. A szabványos monostabil relé visszatér az alapértelmezett érintkezési helyzetbe, amikor a tekercs árama leáll; egy reteszelő relé az utolsó parancsolt állapotban reteszeli az armatúrát egy állésó mágnes vagy egy speciálisan kialakított mágneses áramkör segítségével. A tekercsen áthaladó rövid áramimpulzus, jellemzően több tíz milliszekundum, elegendő az állapot megváltoztatásához.

Az adatlapok két fontos kifejezést használnak: set and reset . Set mozgatja az érintkezőket működési helyzetbe; reset visszaállítja őket a kioldó helyzetbe. Amikor az impulzus véget ér, a relé korlátlan ideig tartja ezt a pozíciót, amíg a következő impulzus meg nem érkezik.

Egytekercses reteszelő relé

Egy tekercs hajtja végre a beállítást és a visszaállítást is. A különbség az alkalmazott impulzus polaritásában van: a pozitív impulzus beállítja az érintkezőket, a negatív impulzus pedig visszaállítja azokat. Ez leegyszerűsíti a relé felépítését és csökkenti a tekercs kivezetéseinek számát, de a meghajtó áramkörnek képesnek kell lennie a tekercs feszültségének megfordítására.

Kéttekercses reteszelő relé

A kéttekercses kialakítás két külön tekercset biztosít ugyanazon a mágneses áramkörön. Egy tekercs feszültség alá helyezése beállítja a relét; energetizálja a másikat. Nincs szükség polaritásváltásra, ami egyszerűbbé teszi a vezérlőáramkört, és olyan mikrokontroller kimenetekhez illeszkedik, amelyek csak pozitív impulzusokat hajtanak meg.

Egyes termékcsaládok mindkét lehetőséget egy lábnyom alatt lefedik. A FH31L sorozat például egytekerccsel vagy duplatekerccsel is elérhető, így ugyanaz a PCB-elrendezés különböző szabályozási stratégiákat szolgálhat ki.

FH31L 80A reteszelő relé egy- vagy kéttekercses opciókkal Ez a 80A-es reteszelő relé egy- és kéttekercses konfigurációkat egyaránt támogat ugyanazon a területen, így rugalmas választássá válik az UC2-nek való megfelelést és alacsony készenléti teljesítményt igénylő intelligens mérőeszközök számára. Termék megtekintése →

Ha szélesebb körű felfrissítésre van szüksége a kapcsolattartási megállapodásokkal és a kiválasztási logikával kapcsolatban, tekintse meg útmutatónkat a relék működése, az érintkezők típusai és a kiválasztási kritériumok végigjárja az alapokat.

Hogyan működik a mágneses reteszelő mechanizmus

A kulcs az armatúrába vagy magáramkörbe helyezett állandó mágnes. Egy stabil helyzetben a mágnes fluxusa a maghoz tartja az armatúrát, és zárva tartja az érintkezőket. Amikor egy áramimpulzus a tekercsen a megfelelő irányban áthalad, az állandó mágneses fluxussal ellentétes fluxust hoz létre. Amint az ellentétes fluxus elég erős, az armatúra elenged és a másik helyzetbe lendül, ahol a mágnes ismét tartja, ezúttal nyitott érintkezők mellett. A tekercsáram ezután eltávolítható.

Ez az oka annak, hogy a tekercsnek csak az átmenet során van szüksége energiára. A tartóerőt a mágnes adja, nem a folyamatos áram. Egy szabványos monostabil relében a tartóerő a tekercsárammal együtt eltűnik; reteszelő relében, kialakítása szerint állandó.

A gyakorlati kapcsolási szekvencia rövid és determinisztikus:

1. A vezérlő megfelelő amplitúdójú és szélességű beállított impulzust alkalmaz.
2. Az armatúra mozog, és az érintkezők állapota megváltozik.
3. A tekercs kioldódik, és az állandó mágnes tartja az új pozíciót.
4. A következő ciklusban egy visszaállító impulzus (fordított polaritású egy tekercses relé esetén, vagy a második tekercs kéttekercses relében) visszaállítja az érintkezőket.

Single Coil vs Dual Coil: Melyiket válassza?

A választás ritkán magára a relére vonatkozik. Ez a meghajtó áramkörről, a vezérlési margóról és a PCB helyről szól.

A helyszűke mérőtábláknál az egytekercses relé két nyomvonalra csökkenti a tekercsoldali útvonalat. A többcsatornás ipari panelek esetében a kéttekercses relé lehetővé teszi, hogy a PLC közvetlenül hajtson meg minden tekercset, anélkül, hogy aggódnia kellene a polaritás felcserélésétől.

Főbb jellemzők, amelyeket vásárlás előtt értékelni kell

A reteszelő relé adatlapjai hasonlítanak a szabványos relé adatlapokhoz, de három paraméter külön figyelmet érdemel: a tekercs ellenállása, a minimális beállítási/visszaállítási impulzusszélesség és az érintkező anyaga.

Az érintkező anyaga az egyik leginkább figyelmen kívül hagyott specifikáció. Az ezüst-ón-oxid (AgSnO2) sokkal jobban ellenáll a hegesztésnek és az íveróziónak, mint a finom ezüst olyan nagy terheléseknél, mint a kondenzátorok, LED-meghajtók és motorok. Ha a terhelés bekapcsoláskor az állandósult áram többszörösét veszi fel, válasszon AgSnO2 érintkezős relét.

UL TUV CQC RoHS REACH

Ahol elektromos reteszelő reléket használnak

A reteszelő relék bi-stabil viselkedése közvetlenül a valós követelményekhez igazodik.

Intelligens mérők és intelligens hálózati berendezések

Az intelligens mérőóráknak emlékezniük kell a csatlakozási állapotra akkor is, amikor a hálózat leáll, és nagyon alacsony készenléti teljesítmény mellett kell működniük. A W30L egy példa a kifejezetten intelligens mérő- és világításvezérlési alkalmazásokhoz tervezett reteszelő relére, amely kézi vezérlési lehetőséggel rendelkezik a telepítés során történő kézi felülíráshoz.

W30L 40A/50A reteszelő relé kézi felülírással Az intelligens fogyasztásmérőkhöz és világításvezérléshez tervezett reteszelő relé alacsony készenléti teljesítményt, kézi vezérlőkapcsolót a telepítéshez és UL/TUV/CQC tanúsítványt kínál, amely megfelel az energiatudatos alkalmazásoknak. Termék megtekintése →

A mérő kapcsolási műveletenként csak néhány ezredmásodpercig vesz fel áramot a tekercsről, ami az egész mérőkört szűkös energiaköltségvetésben tartja.

Világításvezérlés és intelligens otthon

A világítási áramköröket gyakran két vagy több helyről kapcsolják. A központi vezérlőpanel reteszelő reléje rövid impulzusokat kap a nyomógomboktól vagy az otthoni vezérlőtől, és folyamatos tekercsfogyasztás nélkül tartja a világítás állapotát. A kétérintkezős változatok feszültség alatti és semleges vezetéket is kapcsolhatnak, ezzel növelve a biztonságot a háztartásokban.

Új energia- és töltési infrastruktúra

Az inverterek, a fotovoltaikus rendszerek és az AC töltőcölöpök reteszelő reléket használnak a terhelés csatlakoztatására és leválasztására. A nagyáramú modellek 100 A, 120 A, vagy akár 125 A érintkező kapcsolást is kezelnek, ami hasznos az áramelosztó és energiatároló rendszerekben.

Nagyobb áramú kapcsoláshoz a FH21L 90 A-es kapcsolási képességet kínál, és reprezentatív választás az új energiájú berendezések terheléskezeléséhez.

FH21L 90A reteszelő relé terheléskezeléshez A 90A-es kapcsolási képességgel és az egy- vagy kéttekercses változattal ez a TUV-kompatibilis relé megfelel az új energiájú terheléskezelésnek, és integrálható söntökkel vagy transzformátorokkal a mérési beállításokhoz. Termék megtekintése →

Ipari vezérlés és adatteljesítmény

Az ipari panelek reteszelő reléket használnak, amikor a gépnek emlékeznie kell állapotára a folyamat megszakítása után. Az adattápegységek arra is használják őket, hogy az áramelosztást a leállások után ismert konfigurációban tartsák. Ugyanazok az alacsony energiafogyasztási és állami fenntartási előnyök érvényesek ezekre a vertikumokra. Ha a mérés a következő projektje részét képezi, áttekintheti a mieinket is intelligens villanyóra alkalmazás áttekintése a relé, áramváltó és sönt követelmények végpontok közötti áttekintéséhez.

Hajtásáramkör tervezés: Négy gyakori hiba

A relé csak a fele a tervezésnek. A meghajtó áramkör határozza meg, hogy a reteszelő relé valóban reteszelődik-e.

1. Egyszerű Flyback dióda használata egytekercses relén

A tekercsen áthaladó flyback dióda védi a meghajtót, de az egytekercses reteszelő relében a reset impulzust is megöli, mert a dióda fordított irányba vezet és hatékonyan rövidre zárja a negatív impulzust. Használjon H-hidat, és helyezze el az elnyomó alkatrészeket úgy, hogy azok ne szorítsák le a fordított polaritású impulzust.

2. A minimális impulzusszélesség és az áramerősség figyelmen kívül hagyása

Ha az impulzus túl rövid, vagy a tekercs feszültsége leesik, előfordulhat, hogy az armatúra nem éri el a stabil mágneses pozíciót. A feszültséget a tekercs kivezetésein mérje, ne a tápegységen, és használja az adatlapon megadott minimális impulzusszélességet 20-30%-os ráhagyással.

3. A Contact Inrush elfelejtése

A kapacitív vagy motoros terhelések néhány ezredmásodpercig többszörösét vehetik fel az állandósult állapotú áramuknak. Ez a betörés pontosan akkor történik, amikor az érintkezők záródnak, és hegeszthetik a könnyű érintkezőket. Olyan relét válasszon, amelynek névleges áramerőssége meghaladja a legrosszabb bekapcsolást, ne pedig az állandósult terhelést.

4. A tekercs feszültség alatt hagyása

A reteszelő relé nem igényel folyamatos tekercsáramot. Ha egy firmware-hiba bekapcsolva tartja a beállított tranzisztort, a tekercs túlmelegedhet, és az egyirányú folyamatos fluxus ellentmondhat az állandó mágnesnek a termék teljes élettartama alatt. Mindig kapcsolja ki a meghajtó fokozatot a kívánt impulzusszélesség után.

Gyakran Ismételt Kérdések

1. kérdés: Az elektromos reteszelő relé folyamatosan fogyaszt áramot?

Nem. A tekercs csak a beállítási vagy visszaállítási impulzus alatt vesz fel áramot, jellemzően több tíz ezredmásodpercig. Az impulzus után egy állandó mágnes tartja a helyén az armatúrát, így az állandósult energiafogyasztás nulla.

2. kérdés: Mi történik, ha a beállított impulzus túl rövid?

Az armatúra elindulhat, de nem éri el az ellenkező stabil helyzetet. Amikor az impulzus véget ér, az állandó mágnes visszahúzza az armatúrát az eredeti állapotba, vagy az érintkezők ugrálnak a pozíciók között. Ellenőrizze az adatlapon a minimális impulzusszélességet, és adjon hozzá margót.

3. kérdés: Cserélhetem a szabványos relét egy reteszelő relével a meglévő NYÁK-on?

A meghajtó áramkör megváltoztatása nélkül nem. Egy szabványos relé-meghajtó, amely az egyenáramot egy irányba kapcsolja, nem állíthatja vissza az egytekercses reteszelő relét. Szüksége van egy H-hídra vagy egy külön visszaállító tekercsre. Az érintkezők névleges értékeinek és a tekercsfeszültségnek is meg kell egyeznie a terheléssel és a tápellátással.

4. kérdés: Egytekercses vagy kéttekercses relék könnyebben tervezhetők?

A legtöbb mérnök számára a kettős tekercs könnyebb, mert mindegyik tekercset egy egyszerű unipoláris tranzisztor hajtja meg, és nincs szükség polaritásváltásra. Az egytekercses PCB helyet és költséget takarít meg, de H-hídra vagy töltőszivattyú-meghajtóra van szükség.

5. kérdés: Mennyi ideig képes egy reteszelő relé fenntartani az állapotát tápellátás nélkül?

Gyakorlatilag korlátlan ideig, amíg a mechanikai részek és az állandó mágnes megőrzi tulajdonságait. Az adatlapok jellemzően 100 000 és 1 000 000 művelet között határozzák meg a mechanikai élettartamot, és a megtartott pozíció a termék élettartama alatt megmarad, nem pedig időzített időtartamra.

Az elektromos reteszelő relék egy alapvető problémát oldanak meg: hogyan tartsunk kapcsolási állapotot folyamatos tekercsteljesítmény fizetése nélkül. A működési elv egyszerű, egy állandó mágnes és egy rövid impulzus kezeli a két stabil pozíciót, de a tekercs típusának, az impulzusszélességnek, az érintkező anyagának és a hajtás topológiájának részletei döntik el, hogy évekig megbízható-e a termék, vagy már az első hónapban meghibásodik. Kezdje a terheléstől, majd lépjen vissza a tekercs meghajtóig, és ellenőrizze az adatlapon szereplő összes paramétert az üzemi hőmérsékletén.

A Fanhar elektromos reteszelő relék széles választékát gyártja 8 A-tól 125 A-ig, egy- és kéttekercses opciókkal, UL/TUV/CQC tanúsítvánnyal és RoHS-kompatibilis anyagokkal. Ha egy adott mérési, világítási vagy új energiájú tervezést értékel, az ezen az oldalon található termékoldalak részletes specifikációkat tartalmaznak, amelyeket közvetlenül összehasonlíthat a terhelési profiljával.