اصل عملیاتی و تحلیل ساختاری رله‌های ضامن مغناطیسی

رله گیر مغناطیسی یک عنصر کنترل الکترومغناطیسی است که برای حفظ حالت خود به انرژی مغناطیسی متکی است. ویژگی اصلی آن این است که می تواند وضعیت باز/بسته کنتاکت های خود را حتی بدون منبع تغذیه مداوم حفظ کند. این نوع رله از طریق اثر هم افزایی یک سیستم الکترومغناطیسی و یک سیستم آهنربای دائمی به مصرف برق کم و کنترل مدار با قابلیت اطمینان بالا دست می یابد. عملکرد آن ارتباط تنگاتنگی با ساختار مدار مغناطیسی داخلی آن (مانند هسته آهنی رله گیر) دارد.

 

 

 

اصل کار رله گیر مغناطیسی بر اساس القای الکترومغناطیسی است. هنگامی که سیم پیچ برق می گیرد، جریان یک میدان مغناطیسی در سیم پیچ ایجاد می کند. این میدان مغناطیسی از طریق ساختار مدار مغناطیسی هدایت و تقویت می‌شود (معمولاً یک هسته آهن رله ساخته شده از مواد مغناطیسی بسیار نفوذپذیر)، در نتیجه آرمیچر را برای حرکت جذب می‌کند و باعث می‌شود که کنتاکت متحرک با کنتاکت ثابت تماس پیدا کند و در نتیجه مدار بسته می‌شود.

 

برخلاف رله‌های معمولی، هنگامی که سیم‌پیچ برق-فعال می‌شود، رله ضامن مغناطیسی به میدان مغناطیسی باقیمانده تشکیل‌شده توسط آهنربای دائمی داخلی متکی است تا آرمیچر را در موقعیت بسته نگه دارد، بدون نیاز به منبع تغذیه مداوم. این طراحی ساختاری مزیت قابل توجهی در سیستم‌های{2}}کارآمد انرژی به آن می‌دهد، در حالی که پایداری مسیر شار مغناطیسی به هسته الکترومغناطیس با کارایی بالا بستگی دارد.

 

 

ماهیت عملکرد نگه داشتن مغناطیسی در اثر هم افزایی هیسترزیس در مدار مغناطیسی و آهنربای دائمی نهفته است. پس از پایان تحریک سیم پیچ، مقدار معینی از باقیمانده در مواد هسته آهنی (مانند هسته رله آهن خالص)، که روی میدان مغناطیسی آهنربای دائمی قرار گرفته، باقی می ماند و آرمیچر را در حالت فعلی نگه می دارد.

 

تنها زمانی که یک جریان پالس معکوس یا نیروی مکانیکی خارجی اعمال شود، تغییر جهت میدان مغناطیسی یا تضعیف نیروی مغناطیسی به زیر نیروی تنظیم مجدد فنر، کنتاکت ها به حالت اولیه خود باز می گردند. بنابراین، رله‌های نگهدارنده مغناطیسی معمولاً از یک ساختار دوپایدار استفاده می‌کنند، و طراحی مدار مغناطیسی آن‌ها تقاضاهای زیادی را برای سازگاری عملکرد مغناطیسی هسته برای رله بست ایجاد می‌کند.

 

 

یک رله نگهدارنده مغناطیسی عمدتاً از بخش های زیر تشکیل شده است: یک سیستم سیم پیچ، یک سیستم هسته آهنی، یک سیستم تماس و یک مکانیسم تنظیم مجدد. در این میان، هسته آهنی، به عنوان هسته مدار مغناطیسی، معمولاً از مواد مغناطیسی نرم با خلوص بالا (مانند هسته آهن خالص برقی) برای دستیابی به عملکرد مغناطیسی کم-تلفات،-بالا ساخته می‌شود.

 

هنگامی که سیم پیچ برق می گیرد، میدان مغناطیسی یک مدار مغناطیسی بسته را از طریق هسته سیم پیچ رله تشکیل می دهد و باعث جابجایی آرمیچر می شود. هنگامی که میدان مغناطیسی ناپدید می شود، حالت تماس توسط ساختار قفل مغناطیسی حفظ می شود. هسته‌های آهنی مغناطیسی نرم با کیفیت بالا برای رله‌ها به طور موثری تلفات پسماند را کاهش می‌دهند و سرعت و پایداری پاسخ رله را بهبود می‌بخشند.

 

 

 

سیستم تماس یک رله چفت کننده مغناطیسی معمولاً از یک کنتاکت متحرک، یک کنتاکت ثابت و یک مکانیسم فنر تشکیل شده است. مواد اغلب نقره یا آلیاژ مس هستند تا از رسانایی خوب و مقاومت قوس اطمینان حاصل شود. حالت تماس توسط سیستم محرک مدار مغناطیسی کنترل می شود و کارایی مدار مغناطیسی به نفوذپذیری مغناطیسی و دقت ماشینکاری هسته فولادی رله بستگی دارد.

 

انواع تماس معمولی شامل معمولاً باز (NO) و معمولاً بسته (NC) است، و می‌توان آنها را به ساختارهای یک-تک قطبی-گذر (SPST)، یک-دو قطبی-گذر (SPDT) و دو{4}}دو قطبی-گذر (DPDT) گسترش داد تا با الزامات کنترل مدار متفاوت سازگار شود.

 

 

رله‌های چفت‌کننده مغناطیسی معمولاً از یک روش درایو پالس برای تغییر حالت استفاده می‌کنند، یعنی تغییر جهت میدان مغناطیسی از طریق یک جریان زمانی کوتاه برای دستیابی به عمل درگیری یا جداسازی. این روش مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و راندمان پاسخگویی سیستم را بهبود می بخشد.

 

در این فرآیند، سرعت ایجاد و اتلاف میدان مغناطیسی ارتباط نزدیکی با مواد هسته آهن دارد. به عنوان مثال، استفاده از هسته آهنی DT4C برای رله بست می‌تواند به پاسخ مغناطیسی سریع‌تر و عملکرد ضامن مغناطیسی پایدارتر دست یابد، که آن را برای برنامه‌های سوئیچینگ فرکانس بالا مناسب می‌کند.

 

 

با توسعه اتوماسیون و هوشمندی، رله‌های ضامن مغناطیسی به تدریج با رابط‌های ارتباطی و ماژول‌های کنترل برای دستیابی به کنترل از راه دور و نظارت بر وضعیت یکپارچه می‌شوند. در سیستم های قدرت، اتوماسیون صنعتی و سیستم های ارتباطی، رله ها از طریق کنترل سیگنال به عملیات سوئیچینگ از راه دور دست می یابند.

 

در چنین کاربردهایی، پایداری مدار مغناطیسی بسیار مهم است. هسته آهنی بسیار سازگار DT4C می تواند به طور موثری از ثبات خواص مغناطیسی در سرتاسر دسته محصولات اطمینان حاصل کند و در نتیجه قابلیت اطمینان کلی سیستم را بهبود بخشد.

 

 

رله های مغناطیسی به دلیل مصرف برق کم و پایداری بالا، به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند:

 

سیستم های قدرت: قطع کننده های مدار، دستگاه های حفاظتی، سیستم های متر (اغلب از هسته آهن خالص برای رله کنتور الکتریکی استفاده می کنند)
تجهیزات ارتباطی: سوئیچینگ سیگنال، کنترل مدار
اتوماسیون صنعتی: کنترل تجهیزات، درایو محرک
انرژی های جدید: سیستم های ذخیره انرژی، سیستم های کنترل الکترونیکی وسایل نقلیه الکتریکی
لوازم خانگی: تهویه مطبوع، یخچال، ماژول های کنترل خانه هوشمند

 

هسته اصلی کاربرد آنها در توانایی آنها برای حفظ وضعیت خود حتی در زمان قطع برق است، در نتیجه مصرف انرژی سیستم را کاهش می دهد و ایمنی عملیاتی را بهبود می بخشد.

 

 

 

رله های چفت کننده مغناطیسی دارای مزایای معمول زیر هستند:

 

مصرف برق کم: برق فقط در هنگام سوئیچینگ مصرف می شود.
قابلیت اطمینان بالا: حالت پایدار، تحت تأثیر نوسانات برق.
طول عمر طولانی: طول عمر مکانیکی تا میلیون ها چرخه.
ظرفیت جریان بالا: جریان تماس تا سطوح جریان بالا.
مقاومت تماس کم: افت ولتاژ کم، هدایت عالی.

 

این ویژگی‌های عملکردی ارتباط نزدیکی با ساختار مدار مغناطیسی داخلی دارند که در آن هسته رله آهن خالص با کارایی بالا-نقش تعیین‌کننده‌ای دارد.

 

 

با توسعه فناوری الکترونیکی، رله‌های چفت‌کننده مغناطیسی به سمت کوچک‌سازی، عملکرد بالا و هوشمندی در حال تکامل هستند.

 

از طریق طراحی مدار مغناطیسی بهینه و ارتقاء مواد (مانند هسته‌های آهنی رله‌ای با خلوص{0}بالا)، سرعت پاسخ‌دهی، کارایی انرژی و قابلیت اطمینان آن‌ها به طور مداوم بهبود می‌یابد.

 

به طور همزمان، ادغام با سنسورها و سیستم‌های MCU به رله‌ها قابلیت‌های کنترل هوشمند قوی‌تری می‌دهد و چشم‌انداز کاربرد آن‌ها را به‌ویژه در زمینه‌های انرژی جدید و ذخیره‌سازی انرژی گسترده‌تر می‌کند.

 

 

در سیستم عملکرد رله های چفت کننده مغناطیسی، مواد هسته آهنی عامل کلیدی تعیین کننده سرعت پاسخ مغناطیسی، مصرف انرژی و پایداری است. مواد مغناطیسی نرم با کیفیت بالا و فرآیندهای ماشینکاری دقیق می توانند عملکرد کلی رله را به طور قابل توجهی بهبود بخشند.

 

ما بر تولید و تحقیق و توسعه اجزای هسته مدار مغناطیسی رله‌ای مختلف تمرکز می‌کنیم و مجموعه‌ای از محصولات از جملههسته برای رله چفت کنندههسته آهنی DT4C و هسته آهن مغناطیسی نرم برای رله ها که به طور گسترده در رله های متر، سیستم های کنترل انرژی جدید و تجهیزات اتوماسیون صنعتی استفاده می شود. از طریق خواص مواد پایدار و فرآیندهای تولید بالغ، ما راه‌حل‌های مدار مغناطیسی بسیار سازگار و قابل اعتمادی را به مشتریان ارائه می‌کنیم و به محصولات رله کمک می‌کنیم تا عملکرد الکترومغناطیسی بهتر و عملکرد پایدار طولانی‌مدت- داشته باشند.