Reléfeszültség paraméterei Magyarázat: Névleges, kapcsolási és behúzási{0}}útmutató

Nézett már valaha egy relé adatlapot, és zavartnak érezte magát? Több feszültséget lát a listában. Névleges feszültség. Húzza be a feszültséget. Kiesési feszültség-. Max kapcsolási feszültség. Ez csak egy kis alkatrész. Miért van szüksége ennyi különböző feszültség specifikációra?

A válasz egyszerű. Egy relé két külön elektromos világban működik egyszerre. Van egy vezérlőoldala - a tekercs -, amely kiváltja a műveletet. Ezenkívül van egy terhelési oldala - az érintkezők -, amely kapcsolóként működik.

Mindegyik oldalnak megvannak a maga szabályai. Mindegyiknek megvannak a saját kritikus feszültségparaméterei.

A tekercsfeszültségek, például a névleges feszültség és a kapcsolási feszültség, a behúzó-feszültség, a kieső-feszültség aktiválja és deaktiválja a relé belső mechanizmusát.

Az érintkezési feszültség vagy kapcsolási feszültség vezérli azt a külön elektromos áramkört, amelyet a relé biztonságosan kezelhet.

Ennek a megkülönböztetésnek a megértése kulcsfontosságú. Ez az útmutató minden specifikációt tisztáz. Megmutatjuk, mit jelentenek, és hogyan használhatjuk őket robusztus, megbízható áramkörökhöz.

Egy váltó két világa

A relé megfelelő kiválasztásához és használatához világos, kettős természetű mentális modellre van szükség. A relé legfontosabb funkciója az elektromos leválasztás. A relét vezérlő áramkör teljesen elkülönül a relékapcsolók áramkörétől.

A vezérlőoldal: A tekercs

Gondoljon a relé tekercsére, mint egy elektromágnesre. Egy apró digitális izom. Ha feszültséget ad a tekercs kapcsaira, az mágneses mezőt hoz létre.

Ez a mágneses tér fizikailag mozgat egy kapcsolót a relé belsejében. A vezérlőoldal általában alacsony fogyasztású-logikai áramkörökhöz csatlakozik. Egy mikrokontroller kimeneti tűje. Egy érzékelő. Egyszerű kézi kapcsoló.

A tekercshez tartozó feszültségek megmondják, hogyan kell helyesen működtetni ezt a digitális izmot.

Terhelési oldal: Kapcsolatok

Az érintkezők jelentik a relé üzleti végét. Egyszerűen egy nagy-integritású, elektromosan leválasztott kapcsolók.

Amikor a tekercs mágneses tere aktiválódik, elmozdítja az érintkezőket. Az alapértelmezett pozícióból az aktivált pozícióba, vagy fordítva. Ezzel nyit vagy zár egy teljesen különálló elektromos áramkört.

Ez az áramkör a terhelés. Ez lehet egy kis LED vagy egy nagy{1}}teljesítményű motor. Egy lámpa vagy egy mágnesszelep. Az érintkezők specifikációi megmutatják, hogy ez a kapcsoló milyen elektromos terhelési határokat képes biztonságosan kezelni.

Hasonlítsuk össze őket-egymás mellett-az egyértelműség kedvéért.

Mély merülés: A tekercs specifikációi

Koncentráljunk a kontroll oldalra. A relé tekercs specifikációi meghatározzák a kiszámítható és megbízható aktiválást. Beállítják az elektromágnes működési ablakát. Ezen értékek félreértése olyan áramköröket hoz létre, amelyek nem kapcsolnak be, vagy nem hajlandók kikapcsolni.

Névleges feszültség: Az ideális pont

A névleges feszültség minden adatlapon a legszembetűnőbb feszültség. Néha névleges tekercsfeszültségnek nevezik. Ez a gyártó ideális feszültsége a folyamatos működéshez.

Adja rá a névleges feszültséget a tekercsre, és a relé csúcshatékonysággal működik. A kívánt mágneses erőt hozza létre. Helyesen kezeli a hőt. Teljes névleges élettartama alatt az előírásoknak megfelelően működik.

Az ettől a feszültségtől való eltérés következményekkel jár. A magasabb feszültség hatására a tekercs többletáramot vesz fel. Ez túlmelegedéshez vezet. A tekercs finom huzalszigetelése megolvadhat. Az üzemi élettartam drasztikusan lecsökken. Azonnali kiégés léphet fel.

A túl alacsony feszültség nem biztos, hogy megbízhatóan aktiválja a relét. Ezt az állapotot vizsgáljuk meg a továbbiakban. Az általános névleges DC feszültségek az 5V, 12V, 24V és 48V. A váltakozó áramú tekercs változatok közé tartozik a 24 V AC, 120 V AC és 240 V AC.

Behúzási feszültség-: A „Be” küszöb

A behúzási-feszültség az a garantált minimális feszültség, amely a tekercsnél szükséges ahhoz, hogy az érintkezők nyugalmi állapotból működő állapotba kerüljenek. Az adatlapokon ezt a „Működési feszültséget{2}} kell” címkézni.

Ez nem egyetlen szám. Ez egy küszöb. A gyártó garantálja, hogy a relé akkor kapcsol be, amikor a tekercs feszültsége eléri ezt a szintet. Általában a névleges feszültség százalékában van megadva.

A legtöbb általános célú-relé a névleges feszültség 70%-a vagy 80%-aként határozza meg a húzó-feszültséget. A 12 V DC névleges tekercses relé esetében az adatlap azt írhatja, hogy a húzófeszültség{6}} a névleges 80%-a. Ez garantált aktiválást jelent 9,6 V DC vagy az alatti feszültségnél.

Gondoljon arra, hogy felemel egy súlyt a padlóról. A mozgáshoz minimális erő szükséges. A behúzó-feszültség ennek a minimális erőnek az elektromos megfelelője. Bármi, ami kevesebb, nem garantáltan működik.

Kiesési feszültség-: a „kikapcsolási” küszöb

A kiesési feszültség-a behúzó-feszültség fordítottja. Ez az a feszültségszint, ahol a tekercs mágneses tere elég gyengül ahhoz, hogy kioldja az érintkezőket. Visszatérnek normál, nyugalmi állapotukba. Előfordulhat, hogy ezt a „Kényszer-feszültség kioldása” néven láthatja.

Mint a húzó{0}}feszültség, ez is egy küszöb. Általában a névleges feszültség százalékában adják meg. A legtöbb relé esetében ez az érték meglehetősen alacsony. Gyakran a névleges feszültség 10%-a vagy több.

Ugyanazon 12 V-os egyenáramú relénk{1}}kiesési feszültsége nagyobb vagy egyenlő lehet, mint a névleges 10%-a. A relé garantáltan kikapcsol, ha a feszültség 1,2 V DC vagy az alá esik.

Figyelje meg a nagy különbséget a húzó-bemeneti (9,6 V) és a kieső- (1,2 V) feszültség között. Ez nem véletlen. Ez az elektromágnesek alapvető tulajdonsága, az úgynevezett hiszterézis.

Több energiát igényel az armatúra mozgásának elindítása a rugófeszülés és a légrés ellen, mint a zárás utáni helyben tartása. Ez a beépített hiszterézis megakadályozza, hogy a relé "csavarjon" vagy oszcilláljon, ha a vezérlőfeszültség zajos az aktiválási pont közelében.

A másik oldal: Kapcsolat értékelése

Most a terhelési áramkörre összpontosítunk. A legnagyobb hiba, amit az új mérnökök elkövetnek, hogy összekeverik a tekercsfeszültséget az érintkezési feszültség kezelési képességével.

Tisztázzuk: a tekercs feszültségének nincs közvetlen kapcsolata az érintkezők által kapcsolható feszültséggel. Egy 5V DC tekercses relé biztonságosan kapcsolhat egy 240V AC lámpát. Ezek külön rendszerek.

Mi a névleges érintkezőfeszültség?

Az érintkezőfeszültség névleges értéke, amelyet gyakran maximális kapcsolási feszültségnek neveznek, a legmagasabb feszültség, amely biztonságosan alkalmazható a nyitott reléérintkezőkön, meghibásodási kockázat nélkül.

Ez az a maximális feszültség is, amelyet a relé biztonságosan megszakíthat, amikor az érintkezők terhelés alatt kinyílnak. Ennek a feszültségnek a túllépése veszélyes elektromos íveket okozhat az érintkezők között, amikor azok kinyílnak.

Ez az ív lezárhatja az érintkezőket, megakadályozva a relé{0}}kikapcsolását. A legrosszabb esetben a tartós ívek hatalmas hőt termelnek. Ez tönkreteszi a relét és tűzveszélyt okoz. Ez az értékelés nem javaslat. Ez egy kritikus biztonsági határ.

AC vs. DC minősítések: kritikus pont

Az érintkezők névleges értékei két különböző számkészletet mutatnak: AC (váltakozó áram) és DC (egyenáram). A névleges egyenfeszültség szinte mindig lényegesen alacsonyabb, mint az AC névleges feszültség.

Ez rendkívül fontos, de gyakran figyelmen kívül hagyják. Egy közös relé 250 V AC feszültségnél 10 A névleges, de 30 V DC esetén csak 10 A.

Az ok az íves természetben rejlik. Az AC feszültség természetesen másodpercenként 100 vagy 120-szor halad át nulla volton. Ez a nulla{4}}keresztezés rövid pillanatokat biztosít feszültségpotenciál nélkül. Ez segít eloltani a különálló érintkezőkként kialakuló íveket.

Az egyenfeszültség állandó és könyörtelen. Nincs nulla-átlépés, ami segít. Egyenáramú ív kialakulása után sokkal nehezebb eloltani. A tartós egyenáramú ívenergia gyorsan erodálódik és tönkreteszi az érintkezési anyagokat.

Soha ne feltételezze, hogy nagy-feszültségű egyenáramú terhelést válthat, mert a relé nagy névleges váltakozó feszültségű. Az alacsonyabb DC besorolás figyelmen kívül hagyása gyorsan tönkreteszi a reléket és nem biztonságos áramköröket hoz létre.

Tervezés a megbízhatóság érdekében

A definíciók ismerete fél siker. A professzionális mérnökök olyan áramköröket terveznek, amelyek a való világban is megbízhatóan működnek, nem csak a tökéletes laborpadokon. Ez azt jelenti, hogy figyelembe kell venni a nem-ideális körülményeket, és a biztonsági ráhagyással kell tervezni.

Miért nem használhatja a „Pull{0}}in” funkciót

Csábító látni egy 12 V-os relét 9,6 V-os húzó-feszültséggel, és azt gondolni: "Amíg a tápfeszültségem meghaladja a 9,6 V-ot, jól vagyok." Ez időszakos, nehezen{5}}diagnosztizálható-hibákat okoz.

Valójában a vezérlőfeszültség nem tökéletes. Számos olyan tényezővel kell számolnunk, amelyek megakadályozhatják a relé aktiválását.

Az első az áramellátás ingadozása. A tápegység feszültsége lecsökkenhet, ha más áramköri részek áramot vesznek fel. Lehetnek benne hullámzó - kis AC komponensek a DC kimenetre rárakva.

A második a hőmérséklet. A relé tekercsek hosszú rézhuzalok. Ellenállásuk melegedéssel nő. Az Ohm-törvény (V=IR) szerint, ha az ellenállás (R) növekszik, nagyobb feszültségre (V) van szükség, hogy ugyanazt a húzó-áramot (I) érje el. A hidegben tökéletesen működő relé előfordulhat, hogy nem tud behúzni-, ha a környezeti hőmérséklet emelkedik. Az adatlapok gyakran szabványos 20 fokban vagy 25 fokban határozzák meg a jellemzőket.

Végül az alkatrészek öregednek. A tápegység kondenzátorai idővel veszítenek hatékonyságukból. Ez nagyobb feszültségeséshez és hullámzáshoz vezet, ami csökkenti a rendelkezésre álló feszültséget.

Az aranyszabály: Feszültséghatár

Robusztus rendszerek építéséhez feszültségtartalékkal kell tervezni. Győződjön meg arról, hogy az áramkör legrosszabb-esetre eső minimális tápfeszültsége lényegesen magasabb, mint a relé által meghatározott maximális húzó-feszültség.

Egy jó mérnöki szabály az, hogy a legrosszabb-esetben az alacsony tápfeszültség legalább a relé maximális húzófeszültségének 110-120%-a legyen. Ez a margó az összes, általunk tárgyalt valós{5}}változót tartalmazza.

Végezzünk el egy gyakorlati számítást.

12V DC névleges tekercses relét választunk. Az adatlap a maximális húzó-feszültséget a névleges feszültség 80%-ában határozza meg, ami 9,6 V.

Konzervatív 20%-os tervezési árrést alkalmazunk. Kiszámítjuk a minimálisan szükséges tápfeszültséget: 9,6V * 1.20=11.52V.

Következtetés: A tápegységünk még a legrosszabb körülmények között sem eshet 11,52 V alá a relé tekercs kapcsain.

A 9,6 V abszolút korlát helyett erre a 11,52 V-os minimumra tervezve olyan áramköröket hozunk létre, amelyek évről évre megbízhatóan működnek.

A hamis deaktiválás megelőzése

Ugyanez a logika fordítva érvényes a kieső feszültségre{0}}. A probléma itt nem az aktiválás elmulasztása, hanem a hamis deaktiválás.

Ha a tápegysége zajos vagy hajlamos jelentős esésekre, a tekercs feszültsége pillanatnyilag a húzófeszültség alá{0}}eshet. A hiszterézisnek köszönhetően valószínűleg nem fog azonnal kiesni.

Ha azonban ez a csökkenés átlépi a kiesési feszültség{0}}küszöböt, még ezredmásodpercekre is, a relé kiold. Ez "csevegést" okoz - gyors be-kikapcsoláskor. A csattanás tönkreteszi a relé mechanikus részeit, érintkezőit és potenciálisan a szabályozott terhelést.

Ennek megakadályozásának kulcsa a vezérlőáramkör stabil, jól{0}}szabályozott tápellátása. A legrosszabb-esetben a feszültségesések soha nem közelíthetik meg a relé-kiesési feszültségét. A nagy hiszterézis sáv a behúzás{5}}és a kiesés- között segít, de a tiszta energia a legjobb biztosítás.

Valódi adatlap dekódolása

Az elmélet hasznos, de kössük kézzelfogható dokumentumokhoz. Az adatlapok magabiztos olvasásának és értelmezésének képessége elválasztja a hobbit a mérnököktől. Nézzünk végig egy tipikus specifikációs táblázatot.

Az alábbiakban egy népszerű teljesítményrelé családra vonatkozó adatok találhatók.

A kulcsparaméterek megkeresése

Először is, tudja, hol keresse. Az adatlapok sűrűek, de következetesen felépítettek. Általában két fő táblázat található: az egyik a tekercsekhez, a másik az érintkezőkhöz.

1. lépés: Keresse meg a tekercs adattáblázatát.Ez a rész a vezérlőoldalt részletezi. Keresse meg a „Tekercsadatok” vagy „Rendelési információk” címsort. Itt minden kulcsparaméterhez oszlopokat talál.

Ekkor megjelenik a „Névleges feszültség”.

Látni fogja a „Pull{0}}in Voltage” feliratot (gyakran „Must Operate Voltage”).

Látni fogja a „Kieső feszültség{0}}” (gyakran „Kiengedő feszültség” felirattal).

A "Tekercsellenállás" és az ebből eredő "Névleges áram" vagy "Energiafogyasztás" is kulcsfontosságú annak biztosításához, hogy a meghajtó áramköre elegendő áramot tudjon szolgáltatni.

Minta tekercsadatok (25 fokon)

2. lépés: Keresse meg a Kapcsolati adatok táblázatát.Keresse meg a „Kapcsolatfelvételi adatok”, „Kapcsolatfelvételi értékelések” vagy „Váltási jellemzők” címsorokat. Itt találja meg a terhelési oldali határokat.

Ez a táblázat az "Érintkezési névleges" vagy "Max. kapcsolási feszültség/áram" értéket adja meg.

Ügyeljen az AC és DC terhelések külön névleges értékeire.

Minta kapcsolati adatok

A számok értelmezése

Használjuk a fenti táblázatokat egy mini esettanulmány elkészítéséhez. Át kell kapcsolnunk egy 24V-os DC motort 3A rajzon. A vezérlőjelünk 12V-os tápegységről érkezik.

Megnézzük a "Tekercsadatok" elemet, és kiválasztjuk a 12 VDC modellt.

"Névleges feszültsége" 12V, ami megfelel a tápellátásunknak. Ez a megcélzott üzemi feszültségünk.

A „Maximális húzó{0}}feszültség” 9,6 VDC. 20%-os biztonsági ráhagyásunkat (9,6 V * 1.2=11.52 V) alkalmazva gondoskodnunk kell arról, hogy 12 V-os tápellátásunk soha ne csökkenjen 11,52 V alá.

A „Minimális kieső{0}}feszültség” 1,2 VDC. Gondoskodnunk kell arról, hogy áramellátásunk tiszta legyen, anélkül, hogy a zajszint közeledne.

A "névleges áram" 33,3 mA. A meghajtó áramkörünknek biztonságosan kell szereznie legalább ezt az áramot.

Ezután ellenőrizzük a „Kapcsolatfelvétel” elemet, hogy megnézzük, képes-e kezelni a motorunkat.

A DC "Maximális kapcsolási feszültsége" 30 VDC. Motorunk 24V DC, biztonságosan ez alatt a határérték alatt van.

A "Maximális kapcsolási áram" 10 A. A motorunk 3 A-t vesz fel, ami jóval a relé képességein belül van.

Ezen elemzés alapján ez a 12V DC tekercsrelé kiváló, megbízható választás az alkalmazásunkhoz.

Következtetés: A zavarodottságtól a magabiztosságig

Egy kérdéssel kezdtük: miért van a relék olyan sok névleges feszültséggel? Most már világos a válasz. A relé két különálló elektromos világot köt át, mindegyiknek megvannak a maga szabályai.

A tekercs áramkör az alacsony{0}}teljesítményű szabályozás világa. Három kulcsparaméter határozza meg a működési ablakát.

A névleges feszültség ideális cél a folyamatos, egészséges működéshez.

A behúzó-feszültség a relé bekapcsolásához szükséges garantált minimális jel.

A kiesési feszültség-az a küszöbérték, amelynél a relé garantáltan kikapcsol.

Az érintkező áramkör a terhelés világa. A maximális kapcsolási feszültség és áram abszolút biztonsági határokat határoz meg.

A legfontosabb, hogy a professzionális tervezés túlmutat az adatlapszámokon. Mindig biztonsági ráhagyással tervezzen. Azáltal, hogy a vezérlőfeszültség jóval a húzási-küszöbérték felett van, és a terhelés jóval az érintkezési névleges érték alatt van, figyelembe veszi a valós-változókat és bizonytalanságokat.

Ez a tudás a biztonságos, hatékony, valóban megbízható elektronikus rendszerek építésének alapköve. Felkészültél arra, hogy a zavarodottságból a magabiztosság felé mozdulj el. Kiválaszthatja a megfelelő relét, és minden alkalommal megfelelően használhatja.

Milyen relét használnak az intelligens otthon nulla vezetékes kapcsolójához? Szakértői útmutató

A közbenső relé bekötési módja a közelítéskapcsoló vezérlésében

A szilárdtestrelé be- és kimenetének felosztása-

Hogyan csatlakoztatható a két{0}}vezetékes érzékelő a közbenső reléhez? Útmutató