اصل کار رله و تجزیه و تحلیل ساختار هسته

رله یک دستگاه سوئیچینگ خودکار است که از یک جریان یا ولتاژ کنترل کوچک برای کنترل روشن و خاموش شدن یک جریان بزرگتر یا مدار ولتاژ بالا استفاده می کند. مکانیسم کار اصلی آن بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی است. در اتوماسیون صنعتی، کنترل قدرت و تجهیزات الکترونیکی، رله ها معمولاً برای دستیابی به جداسازی مدار، کنترل سیگنال و سوئیچینگ بار استفاده می شوند. یک رله معمولاً از دو بخش تشکیل شده است: یک سیستم الکترومغناطیسی و یک سیستم تماس. جزء کلیدی سیستم الکترومغناطیسی هسته الکترومغناطیسی است که ساختار مکانیکی را به حرکت در می آورد تا از طریق تغییرات میدان مغناطیسی حرکت کند و در نتیجه اتصال و قطع مدار را کامل کند.

 

 

 

یک رله عمدتاً از یک سیم پیچ، یک هسته آهنی، یک آرمیچر، کنتاکت ها و یک فنر برگشتی تشکیل شده است. سیم پیچ هسته مدار کنترل است. هنگامی که جریان از سیم پیچ عبور می کند، یک میدان مغناطیسی در اطراف هسته آهنی ایجاد می شود. این سازه را معمولاً واحد ساختاری کویل رله می نامند. هسته آهنی برای افزایش قدرت میدان مغناطیسی و بهبود کارایی مدار مغناطیسی استفاده می شود. رله‌های صنعتی معمولاً از مواد با نفوذپذیری بالا مانند هسته‌های آهن مغناطیسی نرم برای رله‌ها یا آهن با خلوص بالا ساخته می‌شوند تا از حساسیت و پایداری پاسخ مغناطیسی اطمینان حاصل شود.

 

در سیستم های الکترومغناطیسی، هسته آهنی معمولاً با ساختاری با نفوذپذیری بالا، مانند هسته آهن رله یا هسته رله آهن خالص، طراحی می شود تا به سرعت یک میدان مغناطیسی ایجاد کند و تلفات پسماند را کاهش دهد. آرمیچر یک جزء فلزی است که می تواند تحت نیروی مغناطیسی حرکت کند. به کنتاکت متحرک متصل می شود و هنگامی که نیروی مغناطیسی جذب یا آزاد می شود، بین کنتاکت ها سوئیچ می کند. برای اطمینان از پایداری سازه و دقت مکانیکی، اتصال آرمیچر معمولاً با استفاده از پایه رله یا پایه هسته ثابت و قرار می گیرد.

 

بخش تماس، ساختار کنترل خروجی رله است که معمولاً شامل سه پایانه اصلی است: ترمینال مشترک (COM)، تماس معمولی بسته (NC) و تماس معمولی باز (NO). هنگامی که رله کار می کند، کنتاکت متحرک بین کنتاکت های مختلف سوئیچ می کند و وضعیت مدار را تغییر می دهد.

 

 

 

1. حالت بدون انرژی سیم پیچ

هنگامی که سیم پیچ کنترل رله روشن نمی شود، جریانی در سیم پیچ جریان نمی یابد و سیستم مدار مغناطیسی میدان مغناطیسی ایجاد نمی کند. در این زمان، هسته آهنی مغناطیسی نشده باقی می ماند و آرمیچر توسط نیروی فنر در موقعیت اولیه خود نگه داشته می شود. از آنجایی که هیچ جاذبه مغناطیسی وجود ندارد، کنتاکت متحرک در تماس با کنتاکت معمولی بسته باقی می ماند و حالت رسانایی بین ترمینال مشترک و ترمینال معمولی بسته ایجاد می کند، در حالی که تماس معمولی باز باز می ماند.

 

در رله‌های کنترل صنعتی، این مرحله از ساختار مدار مغناطیسی معمولاً به خواص مغناطیسی پایدار هسته آهنی برای رله‌های کنترل صنعتی متکی است تا اطمینان حاصل شود که در صورت عدم وجود برق، هیچ گونه نقصی رخ نمی‌دهد.

 

2. کویل حالت انرژی

هنگامی که مدار کنترل ولتاژ نامی را به سیم پیچ رله اعمال می کند، جریان از سیم پیچ عبور می کند و یک میدان مغناطیسی در اطراف هسته آهنی ایجاد می کند. پس از مغناطیس شدن، هسته آهنی به آهنربای الکتریکی تبدیل می شود و نیروی مغناطیسی حاصله آرمیچر را به سمت هسته آهنی جذب می کند. هنگامی که نیروی مغناطیسی از کشش فنر فراتر رود، آرمیچر دچار جابجایی مکانیکی می شود.

 

در طی این فرآیند، آرمیچر کنتاکت متحرک را هدایت می کند، ترمینال مشترک را از کنتاکت معمولی بسته جدا می کند و آن را به کنتاکت معمولی باز متصل می کند. سپس مدار متصل به کنتاکت معمولی باز شروع به کار می کند، در حالی که مداری که در ابتدا از طریق کنتاکت معمولی بسته متصل شده قطع می شود. برای بهبود کارایی میدان مغناطیسی و سرعت پاسخ، رله‌های صنعتی اغلب از هسته‌های آهن مغناطیسی نرم برای رله یا هسته فولادی رله به عنوان ماده هسته برای مدار مغناطیسی استفاده می‌کنند.

 

3. بازنشانی سیم پیچ-

هنگامی که مدار کنترل دوباره قطع می شود، جریان در سیم پیچ ناپدید می شود و مغناطیس هسته آهنی به سرعت از بین می رود. در اثر از بین رفتن مغناطیس، آرمیچر نیروی جاذبه خود را از دست داده و تحت اثر فنر به حالت اولیه خود باز می گردد. سپس کنتاکت متحرک برمی گردد، ترمینال مشترک دوباره به کنتاکت معمولی بسته متصل می شود و کنتاکت معمولی باز دوباره باز می شود.

 

در طراحی رله با قابلیت اطمینان بالا، هسته آهنی DT4C یا هسته آهن خالص برقی معمولاً به عنوان ماده هسته آهنی انتخاب می شود. این مواد دارای نفوذپذیری بالا و ماندگاری کم هستند و اطمینان حاصل می کنند که رله به سرعت پس از قطع برق تنظیم مجدد می شود و قابلیت اطمینان عملیاتی را بهبود می بخشد.

 

 

اهمیت رله ها در سیستم های کنترل صنعتی عمدتاً در سه جنبه منعکس می شود. اول، تابع تقویت کنترل اجازه می دهد تا بارهای توان بالا با یک سیگنال کنترل جریان کوچک هدایت شوند و کارایی بالایی در کنترل الکتریکی حاصل شود. دوم، عملکرد ایزولاسیون الکتریکی اجازه می دهد تا مدار کنترل و مدار بار از طریق یک میدان مغناطیسی به جای اتصال مستقیم الکتریکی متصل شوند، در نتیجه ایمنی سیستم را بهبود می بخشد و تداخل را کاهش می دهد.

 

علاوه بر این، رله‌ها همچنین می‌توانند به تبدیل سیگنال و مالتی پلکس شدن دست یابند و منطق‌های مختلف کنترل را از طریق ترکیب‌های تماس مختلف تحقق بخشند. برای بهبود کارایی و پایداری ساختاری مدارهای مغناطیسی رله، تولید رله مدرن معمولاً از فرآیندهای ساخت دقیق مانند هسته‌های رله سرد{{1} یا آهنگری سرد هسته آهن رله DT4C برای دستیابی به خواص مغناطیسی بسیار سازگار و پایدار استفاده می‌کند.

 

 

 

با توسعه اتوماسیون صنعتی، وسایل نقلیه الکتریکی و دستگاه های هوشمند، حوزه های کاربرد رله ها به طور مداوم در حال گسترش است. از کنترل سنتی برق گرفته تا سیستم‌های کنترل هوشمند دستگاه، رله‌ها اجزای حیاتی برای سوئیچینگ مدار قابل اعتماد هستند. در این کاربردها، مواد هسته سیستم مدار مغناطیسی معمولاً از هسته‌های آهنی خالص یا هسته‌های آهن مغناطیسی نرم برای رله‌ها استفاده می‌کنند تا نیازهای سرعت پاسخ بالا، مصرف انرژی کم و عملکرد پایدار طولانی‌مدت را برآورده کنند.

 

در آینده، با توسعه فناوری ساخت دقیق، اجزای هسته رله به طور فزاینده‌ای از مواد{0}}با خلوص بالا و فرآیندهای شکل‌دهی دقیق، مانند استفاده از هسته‌های رله آهنی خالص یا ساختارهای هسته{1} با دقت بالا برای رله‌های الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند تا عملکرد و قابلیت اطمینان رله را بیشتر کنند.

 

 

در رله ها و سیستم های کنترل الکترومغناطیسی، عملکرد اجزای مدار مغناطیسی هسته مستقیماً بر سرعت پاسخ، پایداری و عمر مفید تجهیزات تأثیر می گذارد. ما در تولید اجزای مدار مغناطیسی رله با دقت بالا، از جمله هسته‌های آهن رله، هسته‌های رله آهن خالص، پین‌های هسته، پین‌های رله و مجموعه‌های هسته آهنی با کارایی بالا- که با استفاده از فرآیند آهنگری سرد هسته آهن رله DT4C تولید می‌شوند، تخصص داریم.

 

با استفاده از فن آوری های پخت سرد و فرم دهی دقیق، می توانیم کیفیت-بالا را ارائه دهیم.هسته آهنیراه‌حل‌هایی برای رله‌های کنترل صنعتی، رله‌های قدرت، و سیستم‌های کنترل انرژی جدید که نیازهای مشتریان ما را برای نفوذپذیری مغناطیسی بالا، سازگاری بالا، و عملکرد قابل اعتماد طولانی‌مدت برآورده می‌کند.