مبانی رله و کاربردهای صنعتی

رله یک جزء الکتریکی است که از طریق تغییر در سیگنال های ورودی به کنترل مدار خودکار می رسد. هنگامی که مقدار ورودی به یک شرایط تنظیم شده رسید، می تواند عمل سوئیچینگ را در مدار خروجی کامل کند، مدار را وصل، قطع یا تغییر می دهد. به طور گسترده ای در کنترل اتوماسیون، سیستم های قدرت، تجهیزات صنعتی، دستگاه های انرژی جدید، تجهیزات ارتباطی و الکترونیک خودرو استفاده می شود و جزء مهمی از سیستم های کنترل صنعتی است.

 

اساساً، رله نوعی «سوئیچ خودکار» است که می‌تواند از جریان کمی برای کنترل عملکرد یک مدار{0} جریان بالا استفاده کند و به عملکردهایی مانند تنظیم خودکار، حفاظت ایمنی، تبدیل سیگنال و کنترل از راه دور دست یابد. در تجهیزات صنعتی مدرن، رله‌ها معمولاً از یک هسته آهنی رله، هسته الکترومغناطیس و هسته سیم پیچ رله ساخته شده از مواد مغناطیسی با نفوذپذیری بالا برای بهبود نفوذپذیری مغناطیسی و حساسیت عملیاتی استفاده می‌کنند.

 

 

 

یک رله معمولاً از یک سیستم مدار مغناطیسی، یک سیستم محرکه و یک سیستم تماسی تشکیل شده است که عمدتاً شامل هسته آهنی، سیم پیچ، آرمیچر، مجموعه تماس و مکانیسم تنظیم مجدد است.

 

هنگامی که سیم پیچ انرژی می گیرد، یک میدان مغناطیسی در داخل سیم پیچ ایجاد می شود. این نیروی مغناطیسی آرمیچر را جذب می کند و باعث می شود که آن را به حرکت درآورد و کنتاکت ها را تغییر دهد و در نتیجه مدار را برای روشن یا خاموش شدن کنترل می کند. هنگامی که سیم‌پیچ فعال می‌شود، میدان مغناطیسی ناپدید می‌شود و کنتاکت‌ها تحت تأثیر نیروی فنر به حالت اولیه خود باز می‌گردند.

 

در تولید رله صنعتی، هسته آهن خالص و هسته آهن مغناطیسی نرم برای رله ها معمولا در مدار مغناطیسی استفاده می شود. ویژگی های اصلی آنها عبارتند از:

 

نفوذپذیری مغناطیسی پایدار

از دست دادن هیسترزیس کم

سرعت پاسخگویی سریع

مغناطیس باقیمانده کم

مقاومت در برابر خستگی خوب

 

هسته آهنی DT4C و هسته آهنی رله AC DT4C مواد آهنی خالص مغناطیسی نرم معمولی هستند که برای رله‌های AC و محیط‌های{2} فرکانس بالا مناسب هستند.

 

 

فرآیند کار یک رله را می توان به دو مرحله تقسیم کرد: فعال سازی و غیرفعال سازی.

 

پس از اینکه سیم پیچ ولتاژ نامی خود را دریافت کرد، میدان مغناطیسی یک جاذبه الکترومغناطیسی ایجاد می کند و آرمیچر را به حرکت وا می دارد و باعث می شود که کنتاکت های معمولی باز بسته شوند و کنتاکت های معمولی بسته باز شوند. با قطع برق میدان مغناطیسی ناپدید می شود و آرمیچر تحت تاثیر فنر برگشتی به حالت اولیه خود باز می گردد و کنتاکت ها به حالت اولیه خود باز می گردند.

 

در این فرآیند، خواص مغناطیسی هسته برای رله الکترومغناطیسی به طور مستقیم بر زمان کار، پایداری و طول عمر رله تأثیر می گذارد. هسته های رله آهن خالص با کیفیت بالا به طور موثری تلفات مغناطیسی را کاهش می دهند و ثبات عملیاتی را بهبود می بخشند.

 

برخی از رله‌های صنعتی نیز از روکش نیکل هسته رله با فرآیند پوشش زیرین مسی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و پایداری ابعادی استفاده می‌کنند و آنها را برای محیط‌های صنعتی مرطوب، دمای بالا{{0} و پیچیده مناسب می‌سازد.

 

 

1. گسترش محدوده کنترل

رله‌ها می‌توانند چندین مدار را با یک سیگنال کنترل سوئیچ کنند، همزمان چندین دستگاه را کنترل کرده و نقشی حیاتی در سیستم‌های اتوماسیون ایفا کنند.

 

2. تقویت مدار

رله‌ها می‌توانند بارهای توان بزرگ‌تر را با سیگنال‌های ورودی کوچک کنترل کنند، و-کنترل ولتاژ پایین-سیستم‌های ولتاژ بالا را ممکن می‌سازند.

 

3. کنترل خودکار و قفل کردن

رله ها می توانند مدارهای کنترل خودکار را با PLC ها، حسگرها، کنتاکتورها و سایر اجزا تشکیل دهند تا به کنترل منطقی، حفاظت در هم قفل و سوئیچینگ حالت دست یابند.

 

4. حفاظت از ایمنی

رله‌ها حفاظت از جریان اضافه، اضافه ولتاژ، ولتاژ کمتر، تأخیر{0}}و گرمای بیش از حد را فراهم می‌کنند و به طور گسترده در سیستم‌های ایمنی تجهیزات صنعتی استفاده می‌شوند.

 

 

اگرچه رله ها و کنتاکتورها بر اساس اصول مشابهی کار می کنند، اما کاربرد آنها متفاوت است.

 

رله‌ها عمدتاً در مدارهای کنترل و کنترل سیگنال، مناسب برای سیستم‌های کنترل جریان کم-یا منطقی استفاده می‌شوند. کنتاکتورها عمدتاً برای کنترل مدار اصلی استفاده می‌شوند، مناسب برای روشن یا خاموش کردن مکرر بارهای توان{1} بالا.

 

به طور کلی:

رله ها ظرفیت تماس کمتری دارند. کنتاکتورها ظرفیت تماس بیشتری دارند. رله ها بر دقت کنترل تاکید دارند. کنتاکتورها بر ظرفیت بار تأکید دارند.

 

در کنترل صنعتی، عملکرد هسته آهنی برای رله کنترل صنعتی مستقیماً بر سرعت پاسخ و پایداری رله تأثیر می گذارد.

 

 

 

ولتاژ عملیاتی نامی

این به ولتاژ مورد نیاز سیم پیچ رله برای عملکرد عادی اشاره دارد و می تواند به انواع AC و DC تقسیم شود.

ولتاژ را- بکشید و ولتاژ آزاد کنید

کشش{0}}ولتاژ حداقل ولتاژ مورد نیاز برای شروع کار رله است. ولتاژ آزادسازی مقدار ولتاژی است که رله به حالت اولیه خود باز می گردد.

ظرفیت تماس

این به حداکثر ولتاژ و جریانی که رله می تواند حمل کند اشاره دارد و توانایی کنترل آن را تعیین می کند.

مقاومت کویل

مقاومت DC سیم پیچ بر مصرف برق و اتلاف گرما تأثیر می گذارد.

زندگی مکانیکی در مقابل زندگی الکتریکی

عمر مکانیکی به تعداد عملیات در شرایط بدون بار اشاره دارد. عمر الکتریکی به عمر عملیاتی تحت شرایط بار اشاره دارد.

 

 

رله های الکترومغناطیسی

رله‌های الکترومغناطیسی پرمصرف‌ترین نوع در صنعت هستند که با ساختار ساده، سرعت پاسخ سریع و سهولت نگهداری مشخص می‌شوند.

مدار مغناطیسی هسته آنها معمولاً از هسته های آهن مغناطیسی نرم برای رله ها و هسته های سیم پیچ برای رله های الکترومغناطیسی برای بهبود بازده پاسخ مغناطیسی استفاده می کند.

در حال حاضر،-هسته‌های رله آهنگری سرد و فرآیندهای آهنگری سرد هسته آهنی رله DT4C-به‌طور گسترده در تولید رله‌های دقیق استفاده می‌شوند و به طور موثری دقت ابعاد و سازگاری دسته‌ای را بهبود می‌بخشند.

 

رله های میانی

رله های میانی عمدتاً برای تقویت سیگنال، تبدیل منطقی و گسترش تماس استفاده می شوند و به طور گسترده در سیستم های کنترل PLC استفاده می شوند.

ویژگی های آنها عبارتند از:

تعداد مخاطبین
عملیات حساس
سایز کوچک
کنترل قابل اعتماد

برخی از محصولات از هسته های فولادی رله و هسته های رله آهن خالص برای بهبود پایداری در محیط های عملیات مکرر استفاده می کنند.

 

رله جریان

رله‌های جریان بر اساس تغییرات جریان کار می‌کنند که عمدتاً برای حفاظت از جریان اضافه و جریان زیر استفاده می‌شود.

سیم‌پیچ‌های آن‌ها معمولاً به صورت سری در مدار اصلی برای نظارت{0}زمان واقعی جریان دارند.

 

رله ولتاژ

رله‌های ولتاژ بر اساس تغییرات ولتاژ کار می‌کنند و حفاظت از اضافه ولتاژ، ولتاژ کمتر و{0}}صفر ولتاژ را ارائه می‌کنند.

به دلیل نیاز به نظارت{0}زمان واقعی ولتاژ، سیم پیچ های آنها معمولا امپدانس بالایی دارند.

 

رله زمان

رله های زمان کنترل تاخیری را امکان پذیر می کنند و معمولا برای کنترل زمان در تجهیزات تولید خودکار استفاده می شوند.

بر اساس ساختار آنها می توان آنها را به صورت زیر دسته بندی کرد:

الکترومغناطیسی
الکترونیکی
هوای-نمیده شده است
دیجیتال

سیستم‌های صنعتی مدرن تمایل دارند از رله‌های زمان الکترونیکی برای بهبود دقت کنترل استفاده کنند.

 

رله حرارتی

رله های حرارتی در درجه اول برای حفاظت از اضافه بار موتور استفاده می شوند. اصل اصلی آنها مبتنی بر تغییر شکل یک نوار دو فلزی در اثر گرما است که تماس ها را فعال می کند.

آنها به طور موثر از:

اضافه بار موتور

عملیات تک فاز-

جریان اضافه طولانی مدت

 

رله سرعت

رله های سرعت در درجه اول برای کنترل ترمز موتور و تشخیص سرعت استفاده می شوند.

هنگامی که سرعت موتور به مقدار تنظیم شده می رسد، کنتاکت های رله فعال می شوند و به کنترل قفل کننده یا ترمز معکوس دست می یابند.

 

رله سطح مایع

رله های سطح مایع با تشخیص تغییرات در سطح مایع به کنترل خودکار دست می یابند و به طور گسترده در موارد زیر استفاده می شوند:

سیستم های تصفیه آب
تجهیزات ذخیره سازی مایعات
سیستم های خنک کننده صنعتی

رله فشار

رله‌های فشار عمدتاً در سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک برای دستیابی به تشخیص فشار و کنترل خودکار استفاده می‌شوند.

هنگامی که فشار به مقدار تنظیم شده رسید، کنتاکت ها به طور خودکار تغییر می کنند و به اتصال تجهیزات می رسند.

 

 

عملکرد مغناطیسی و طول عمر رله تا حد زیادی به مواد هسته بستگی دارد.

رله های صنعتی مدرن معمولاً از موارد زیر استفاده می کنند:

 

هسته آهن خالص
هسته آهن خالص برقکار
هسته های آهنی مغناطیسی نرم برای رله ها
هسته فولادی رله

این مواد دارای نفوذپذیری بالا و اجبار کم هستند که به طور موثر بهبود می بخشد:

سرعت فعال سازی
پایداری فعال سازی
مصرف برق کم
پاسخ با فرکانس بالا-

 

از نظر فرآیندهای تولید، فرآیندهای سرد هسته رله و هسته رله فورج سرد سازگاری ابعادی محصول و استحکام مکانیکی را بهبود می بخشد و آنها را برای تولید خودکار انبوه مناسب می کند.

 

علاوه بر این، اجزای ساختاری دقیق مانند پایه‌های هسته و پایه‌های رله نیز بر دقت مونتاژ و پایداری بلندمدت رله‌ها تأثیر می‌گذارند.

 

 

 

با توسعه اتوماسیون صنعتی، انرژی های جدید، وسایل نقلیه الکتریکی و تولید هوشمند، رله ها در جهت های زیر در حال تکامل هستند:

 

کوچک سازی
قابلیت اطمینان بالا
فرکانس بالا
مصرف برق کم
هوش
طول عمر طولانی

 

به ویژه در وسایل نقلیه با انرژی جدید، سیستم‌های کنترل ولتاژ بالا-و تجهیزات اتوماسیون صنعتی، تقاضا برایهسته آهن خالص، قطعات رله هسته آهنی و مواد مغناطیسی نرم با عملکرد بالا همچنان در حال رشد هستند.

 

در آینده، هسته‌های مغناطیسی نرم سری DT4C با دقت بالا-، فناوری هد سرد دقیق، و ساختارهای الکترومغناطیسی بسیار پایدار، مسیرهای توسعه مهمی برای رله‌های صنعتی خواهند بود.