مواد هسته رله و انتخاب مولفه کلیدی - تجزیه و تحلیل دانش صنعت

به عنوان یک محرک اصلی در سیستم های کنترل اتوماتیک، عملکرد رله ها به شدت به درجه تطابق بین سیستم مواد و طراحی سازه بستگی دارد. از سیستم الکترومغناطیسی گرفته تا سیستم تماس، و سپس به اجزای حفاظت حرارتی، بخش‌های مختلف الزامات روشنی را در مورد نفوذپذیری مغناطیسی، هدایت الکتریکی، پایداری حرارتی و خواص مکانیکی مواد قائل می‌شوند. این مقاله به طور سیستماتیک مواد کلیدی برای رله ها را از دیدگاه کاربرد مهندسی بررسی می کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در سیستم الکترومغناطیسی، ماده هسته مستقیماً سرعت پاسخ رله و بازده انرژی را تعیین می کند. محلول‌های معمولی از مواد مغناطیسی نرم مانند آهن نرم یا آهن خالص استفاده می‌کنند که با نفوذپذیری بالا و اجبار کم مشخص می‌شوند که مغناطش‌زدایی و مغناطیسی‌زدایی سریع را ممکن می‌سازد. این مواد به طور گسترده در سازه های کلیدی مانند هسته آهن رله، هسته الکترومغناطیسی و هسته رله الکترومغناطیسی استفاده می شوند.

 

در کاربردهای صنعتی خاص، آهن خالص الکتریکی (مانند سری DT4) به دلیل خلوص بالا و خواص مغناطیسی پایدار، اغلب در سناریوهای عملکرد بالا، مانند هسته آهن خالص برق، هسته آهنی DT4C، و هسته آهن خالص، استفاده می شود. علاوه بر این، هسته‌های فورج سرد هسته آهنی رله DT4C و هسته‌های رله فورج سرد که با استفاده از فن‌آوری هدینگ سرد تولید می‌شوند، می‌توانند دقت ابعادی و چگالی مواد را بیشتر بهبود بخشند و آنها را برای سیستم‌های مونتاژ خودکار تولید انبوه مناسب کنند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ساختار هسته نیز بسته به نوع فعلی متفاوت است. رله‌های AC معمولاً از ساختار ورق فولادی سیلیکونی چند لایه برای کاهش تلفات جریان گردابی استفاده می‌کنند، در حالی که رله‌های DC برای یک ساختار آهن خالص یکپارچه، مانند هسته رله آهن خالص یا هسته آهنی برای رله کنترل صنعتی، برای بهبود کارایی و پایداری مدار مغناطیسی مناسب‌تر هستند. در برنامه‌های کنترل دقیق، طراحی‌هایی که از هسته‌های آهن مغناطیسی نرم برای رله‌ها استفاده می‌کنند، سرعت پاسخ و کنترل مصرف انرژی را متعادل می‌کنند.

 

در بخش سیم پیچ و اتصال سازه، مواد رسانا و اجزای ساختاری به همان اندازه مهم هستند. رله‌ها معمولاً حاوی سیم‌پیچ‌های مسی و کانکتورهای رسانا هستند و طرح‌های استاندارد شده مانند پین‌های هسته و پایه‌های رله برای دستیابی به اتصالات الکتریکی قابل اعتماد و تثبیت مکانیکی در سرنخ‌ها استفاده می‌شوند. مس به دلیل رسانایی و ماشین کاری عالی، انتخاب اصلی باقی می ماند، اما باید تعادلی بین هزینه و عملکرد در طراحی ایجاد شود.

 

سیستم تماس یکی از حیاتی ترین واحدهای عملکردی رله است و انتخاب مواد آن مستقیماً بر عمر الکتریکی و ظرفیت بار تأثیر می گذارد.

 

مواد تماس متداول شامل فلزات خالص، آلیاژها و سرمت ها (مواد متالورژی پودر) هستند. نقره از نظر رسانایی برتر از مس است. بنابراین، آلیاژهای مبتنی بر نقره- مانند AgNi (نقره-نیکل) و AgSnO2 (نقره-اکسید قلع) معمولاً در رله‌های با کارایی بالا استفاده می‌شوند. AgSnO2، به ویژه، مقاومت قوی تری در برابر فرسایش قوس از خود نشان می دهد و برای سناریوهای بار فعلی مناسب است. در مقابل، در حالی که مس ارزان‌تر است، در شرایط-وقفه با فرکانس بالا و بار{9} بالا مستعد اکسیداسیون و فرسایش است، بنابراین معمولاً در ساختارهای تماسی کم{10}} تا متوسط-یا کمکی استفاده می‌شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در سیستم های حفاظت حرارتی، رله های حرارتی از یک نوار دو فلزی به عنوان عنصر حسگر هسته استفاده می کنند. این سازه از دو فلز با ضرایب انبساط حرارتی متفاوت تشکیل شده است. هنگامی که جریان باعث افزایش دما می شود، نوار خم می شود و در نتیجه کنتاکت ها را تحریک می کند و به حفاظت اضافه بار می رسد. ترکیبات رایج مواد شامل آلیاژهای آهن-نیکل{4}}کروم و آلیاژهای آهن-نیکل است که از طریق تطبیق دقیق ویژگی‌های انبساط حرارتی، پایداری و تکرارپذیری منحنی عملیاتی را تضمین می‌کنند.

 

به طور خلاصه، طراحی سیستم‌های مواد رله یک فرآیند بهینه‌سازی چند هدفه-است که به تعادلی بین نفوذپذیری مغناطیسی، هدایت الکتریکی، پایداری حرارتی، مقاومت مکانیکی و هزینه نیاز دارد. از هسته‌های فولادی رله و هسته‌های رله آهن خالص گرفته تا مواد تماسی با کارایی بالا، و ساخت دقیق اجزای ساختاری مانندهسته برای رله الکترومغناطیسی، همه منعکس کننده روند توسعه رله ها به سمت قابلیت اطمینان بالاتر و اتوماسیون بالاتر هستند. برای برنامه های کاربردی در کنترل صنعتی، انرژی های نو و الکترونیک قدرت، انتخاب مواد مناسب و کنترل فرآیند برای دستیابی به عملکرد پایدار درازمدت محصولات بسیار مهم است.