Relais - een apparaat voor het in- en uitschakelen van elektrische circuits, een van de "lange levers" onder de radio-elementen. Ondanks het relatief eenvoudige ontwerp is het zeer efficiënt en betrouwbaar. Zelfs momenteel is er op sommige apparaten geen alternatief. Ondanks het bestaan van vermogenshalfgeleiderapparaten, zijn relaiscontacten nog steeds de gemakkelijkste manier om krachtige belastingen in laagstroomcircuits te schakelen.
Afspraak
Een elementair elektrisch circuit bestaat uit een stroombron, een stroomonderbreker en een belasting. Idealiter zouden alle drie de elementen met elkaar moeten overeenkomen in spanning, en vooral - in stroom. Dit is een voorwaarde voor de normale werking van het circuit. Als de toegestane stroom door de schakelaar groter is dan de stroom die door de belasting wordt verbruikt, gebeurt er niets ergs. Bovendien gaat zo'n breker veel langer mee. Wanneer de stroom die door de schakelaar stroomt, het maximaal toegestane overschrijdt, beginnen de problemen.
Ze komen tot uiting in het vonken van contacten, wat uiteindelijk de duur van hun dienst beïnvloedt. Het lijkt erop dat het voldoende is om een schakelaar te installeren die overeenkomt met de belasting en alles komt goed. Dat is mogelijk, maar niet altijd mogelijk. Het feit is dat hoe hoger de toegestane stroom, hoe groter de afmetingen van de stroomonderbreker. In dit geval kan de belasting behoorlijk groot zijn, maar deze moet bijvoorbeeld worden bediend vanaf een afstandsbediening waarop geen plaats is voor een grote schakelaar.
Stel in dit geval het relais in. De opname ervan vereist een relatief kleine stroom. Het laadvermogen kan zeer groot zijn, terwijl het relais buiten hetzelfde bedieningspaneel kan worden verplaatst en kan worden geïnstalleerd op een plaats waar de afmetingen er niet toe doen.
Relaisapparaat
Er moet onmiddellijk worden opgemerkt dat er een grote verscheidenheid aan spanningsregelapparatuur is. Het artikel behandelt het meest voorkomende elektromagnetische relais. Het bestaat uit de volgende onderdelen:
- kern elektromagnetische spoel;
- Anker
- geschakelde relaiscontacten;
- veer terug.
Het relais is gemaakt in een gesloten, soms afgesloten behuizing. Dit beschermt het mechanisme tegen stof en vocht. Om het apparaat aan de buitenkant van de behuizing aan te sluiten, zijn er pinaansluitingen en spoelwikkelingen.
Werkend principe
Het belangrijkste element van het relais is een elektromagnetische spoel, in dit geval wordt het een wikkeling genoemd. In ontwerp vervult het de functie van een solenoïde. Wanneer er stroom door de spoel stroomt, ontstaat er een magnetisch veld waardoor een anker aan de kern wordt bevestigd, die vast is verbonden met het bewegende relaiscontact. Bij het verplaatsen sluit het het elektrische circuit. Nadat de spanning van de wikkeling is verwijderd, keert het anker onder invloed van de veer terug naar zijn oorspronkelijke positie, waarbij de relaiscontacten worden geopend.
De weerstand van de spoel, en dus het aantal windingen, hangt voornamelijk af van het vermogen van de aangesloten belasting. In overeenstemming hiermee groeien ook de afmetingen van de wikkeling en het relais. In ieder geval is de stroom die door de spoel wordt verbruikt tientallen of zelfs honderden keren minder dan de stroom die door de contacten wordt geschakeld. Bij deze eigenschap kunt u het relais als tussenproduct gebruiken. Eerst wordt het relais zelf gevoed door een laagstroomschakelaar en vervolgens levert het met zijn contacten spanning aan de consument. Dit gebruik van het apparaat is het belangrijkste en meest verspreide geworden. In dit geval zeggen experts dat de belasting is aangesloten via de contacten van het tussenrelais. Zo wordt de afhankelijkheid van de schakelaar van het vermogen van het aangedreven apparaat geëlimineerd.
Wat zijn contacten
Met betrekking tot het relais is dit geen inactieve vraag, zoals het lijkt. Het is een feit dat in dit geval niet alleen mechanische contacten binnen het apparaat worden geschakeld. Wanneer mensen over een estafette praten, bedoelen ze alle conclusies die op de zaak staan. Je kunt ze in twee soorten verdelen:
- Wikkelcontacten. Soms kunnen er meer dan twee op het relais zijn.
- Overgeschakeld.
Om verwarring te voorkomen, worden deze pinnen vaak relaisaansluitpennen genoemd. Soms kan hun aantal oplopen tot 10. Door het gebrek aan standaardisatie is het echter niet altijd duidelijk waar welk circuit moet worden aangesloten. De pinout van relaiscontacten, die bijna altijd op het lichaam wordt aangebracht, helpt u erachter te komen. Zo niet, dan moet je een beschrijving zoeken. De contacten van de wikkeling zijn rechtstreeks verbonden met de terminals. Ze worden voorzien van spanning, van waaruit het relais wordt geactiveerd. Er kunnen verschillende wikkelingen zijn en elk heeft zijn eigen paar contacten. Soms kunnen spoelen onderling worden verbonden door geleiders, als het nodig is om een bepaald algoritme voor hun werking te bieden.
Geschakeld contactmateriaal
De levensduur van sommige relais is tientallen jaren. Tegelijkertijd worden alle onderdelen zwaar belast, vooral contacten. Ten eerste ervaren ze mechanische spanningen die samenhangen met de beweging van het anker. Ten tweede worden ze negatief beïnvloed door grote laadstromen. Daarom moeten de relaiscontacten aan de volgende eisen voldoen:
- Hoge geleidbaarheid. Zorgt voor een lage spanningsval.
- Goede corrosiewerende eigenschappen.
- Hoog smeltpunt.
- Kleine erosie. De contacten moeten bestand zijn tegen metaaloverdracht, wat onvermijdelijk is bij constante sluiting en opening.
Al deze eigenschappen zijn direct afhankelijk van het gebruikte materiaal. Overweeg de belangrijkste metalen die worden gebruikt om het relais te maken:
- Koper voldoet volledig aan de gestelde eisen, met uitzondering van corrosiebestendigheid. Daarom wordt het vaak gebruikt in relaiscontacten met een afgesloten behuizing. Bovendien heeft koper nog een pluspunt: relatief lage kosten in vergelijking met andere metalen. Het enige nadeel is de neiging tot oxidatie bij langdurig gebruik. Daarom wordt het gebruikt waar een kortetermijnmodus wordt geboden, bijvoorbeeld in de contacten van de bochtrelais.
- Zilver heeft een uitstekende geleiding en slijtvastheid. Het veroorzaakt geen vonken bij het schakelen van inductieve belastingen. Tegelijkertijd hebben zilveren contacten onvoldoende boogweerstand en kunnen daarom niet worden gebruikt om belastingen met een aanzienlijk vermogen te regelen. Bovendien hebben ze redelijk hoge kosten. Daarom hebben de contacten een gecombineerd ontwerp - koper met verzilvering.
- Wolfraam heeft een grote duurzaamheid en is bestand tegen hoge temperaturen. De contacten die hiervan zijn gemaakt, kunnen zeer hoge stromen (tientallen ampère) schakelen.
Naast het materiaal verschillen de relaiscontacten in de manier van schakelen.
Normaal open
Over deze contacten is tot dusver nagedacht. In de neutrale positie, d.w.z. wanneer er geen stroom wordt geleverd aan de relaisspoel, zijn ze open. Na het inschakelen van de spanning wordt het anker aangetrokken door de kern en sluiten de contacten. Normaal gesproken worden open contacten meestal gebruikt in verschillende elektrische circuits, voornamelijk als tussencontacten.
Normaal gesloten
Het algoritme van hun werk is precies het tegenovergestelde. De contacten zijn gesloten wanneer het relais spanningsloos is en worden losgekoppeld wanneer er spanning op de wikkeling verschijnt. Dit wordt gebruikt bij de implementatie van verschillende vergrendelingen en in signaleringsschakelingen. Een typisch voorbeeld van het gebruik van normaal gesloten contacten is een mechanische relaisregelaar. We zullen hieronder kort over zijn werk praten.
Via normaal gesloten contacten wordt spanning aan de veldwikkeling geleverd. Dienovereenkomstig wekt de generator, wanneer het anker wordt losgelaten, een elektrische stroom op. De batterij wordt opgeladen. Zodra de spanning in het boordnet de ingestelde waarde overschrijdt, wordt het anker aangetrokken, worden de contacten van de relaisregelaar vrijgegeven, wordt de veldwikkeling uitgeschakeld. Hierdoor neemt de spanning aan de uitgang van de generator af.
Trouwens, ondanks het feit dat elektronische relaiscontrollers al lang zijn verschenen, hebben eigenaren van oude auto's geen haast om ze in de plaats te stellen van mechanische. Dit komt door de probleemloze werking van de laatste voor vele jaren. Dit is de kwestie van betrouwbaarheid.
Schakelen
In dit geval heeft het relais zowel normaal gesloten als open contacten. En ze zijn niet allemaal vier, zoals het lijkt, maar drie. Het is een van de meest voorkomende. In totaal zijn er 5 contacten op de relaiskast (twee wikkelkabels en drie geschakelde). Vanwege zijn veelzijdigheid worden radiotechnische elementen van dit type het meest gebruikt. Daarom hebben de meeste moderne relais schakelcontacten, soms zelfs meerdere groepen.
