Princip činnosti proudového relé – zjednodušená verze

Zvýšení proudu v elektrických obvodech (v důsledku zkratu nebo přetížení) nad normu může vést k vážným následkům. Z tohoto důvodu je důležitým úkolem řízení úrovně toku proudu. Pro tyto účely se používají proudová relé (RT), která se spouštějí, když proud dosáhne stanovené prahové hodnoty.

Vlastnosti a účel

Proudové relé vytváří diskrétní signál, když proud v obvodu dosáhne hodnoty rovné nastavené hodnotě. Generovaný signál lze použít:

• k vypnutí hlavního vypínače;
• pro signalizaci;
• pro použití v automatizačním okruhu.

Nastavení vypnutí lze obvykle změnit v určitých mezích.

Na rozdíl od jiných typů relé se RT zapíná pro měření proudu, tedy v otevřeném obvodu. Z tohoto důvodu musí dlouhodobě odolávat provoznímu proudu spotřebiče a krátkodobě zkratovému proudu.

Technické parametry

Mezi technické parametry relé, které určují volbu, patří především provozní proud. U většiny RT je nastavitelný, což vám umožňuje vybrat práh. Požadovaná úroveň odezvy musí být v kontrolním rozsahu.

Pokud má relé časové zpoždění, musíte se podívat na jeho rozsah nastavení.

Důležitým kritériem výběru je počet kontaktů a jejich zatížitelnost. Na tom závisí schéma zapojení RT – potřeba dalších relé atd. Ve zbytku se člověk musí řídit obvyklými parametry pro taková zařízení – rychlost, rozměry, odpor měřicího prvku, klimatické provedení atd.

Typy proudových relé

Známky klasifikace proudových relé mohou být různé. Nejprve lze RT rozdělit podle typu provozního proudu:

Za druhé, zařízení lze klasifikovat podle typu provedení:

1. Relé elektromagnetického systému. Princip činnosti takových proudových relé se neliší od principu činnosti běžných relé připojených k síťovému napětí a má podobnou konstrukci. Rozdíl je v tom, že vinutí obsahuje méně závitů většího průřezu. To se provádí za účelem snížení odporu vinutí.
2. Indukční relé. Jsou vyrobeny na základě disku, který se může otáčet pod vlivem magnetického toku. Úhel otáčení je omezen pružinou.
3. Polovodičová proudová relé. Jsou vyrobeny na bázi elektronických součástek, proudovým měřícím prvkem je bočník – nízkoodporový odpor.

Polovodičová proudová relé jsou ve své moderní verzi součástí mikroprocesorových svorek pro reléovou ochranu a automatizaci, poskytující komplexní ochranu elektroinstalací.

Podle typu dopadu na výkonný orgán se RT dělí na:

1. Relé nepřímé akce.
2. Přímo působící relé.

Zařízení prvního typu při spuštění uzavírají kontakty, které generují elektrický signál. Tento signál lze později použít pro automatizační systém. Při spuštění přímočinné RT (nazývají se také vestavěné) působí přímo na vypínací mechanismus s kotvou. Tento typ se používá stále méně často, protože tento design zahrnuje menší citlivost a přesnost.

Proudová relé lze klasifikovat podle povahy vztahu čas-proud. Relé s nezávislou charakteristikou pracují bez časového zpoždění, bez ohledu na skutečnou sílu proudu – hlavní je, že úroveň je nad nastavenou prahovou hodnotou. Relé se závislými charakteristikami pracují rychleji, čím vyšší je proud.

Elektronické RT mohou obsahovat vestavěný časovač pro zpoždění odezvy. To vám umožní obejít se bez externího časového relé.

Podle směru činnosti proudového relé je možné jej rozdělit na:

• relé maximálního proudu (spouští se, když proud vinutím nebo měřicím prvkem vzroste nad nastavenou prahovou hodnotu;
• Relé minimálního proudu – fungují, když proud klesne pod nastavenou hodnotu.

Rozsah použití druhého typu relé je mnohem užší. Lze je použít například pro řízení nabíjení baterií.

Podle spínacího schématu RT existují:

1. Primární (zahrnuto přímo v měřeném obvodu).
2. Sekundární (zapíná se přes měřicí transformátory proudu).

V sítích nad 1000 voltů jsou RT vždy zapnuty přes mezilehlé transformátory. V sítích do 1000 voltů jsou možné oba typy připojení, ale přímé připojení se používá tam, kde je potřeba řídit malé proudy (do několika ampérů).

Struktura a princip činnosti

Proudové relé elektromagnetického systému se skládá ze stejných součástí jako konvenční elektromagnetické relé:

• jádro s vinutím;
• mechanický systém třmenu, pružiny a kotvy;
• kontaktní systém.

Když proud protéká vinutím, jádro se zmagnetizuje – čím větší proud, tím větší magnetizace. Jádro se snaží kotvu vytáhnout, ale pružina se tomu brání. Když proud dosáhne kritické úrovně, pružina přestane vytvářet dostatečný odpor, kotva se pohybuje a tlačí proti pohyblivému kontaktu. Napětí pružiny lze upravit změnou úrovně aktivace PT.

Indukční relé má jinou konstrukci. Skládá se z jádra s cívkou. Jádro má mezeru, ve které je umístěn kovový disk. Magnetický tok vytvářený proudem cívky je rozdělen na dva fázově posunuté. K tomuto účelu je určena cívka nakrátko. Vzájemně posunuté toky vytvářejí točivý moment. Kotouč se snaží otočit, ale brzdí ho brzdný moment vytvářený brzdovým magnetem. Když točivý moment překoná brzdný moment, disk se pohne a působí na akční člen (pohyblivý kontakt).

Video popisuje konstrukci a princip činnosti nadproudového relé RT-40.

Příklady zapojení

Výstupní kontakty proudových relé obvykle nejsou určeny ke spínání zátěží s vysokým výkonem. Z tohoto důvodu ovládají mezilehlá relé (v sítích do 1000 voltů – stykače) a tyto přídavné prvky přímo zapínají a vypínají zátěž. Relé s nezávislou časově-proudovou charakteristikou obvykle nejprve svými kontakty spouští časové relé, které po nastavené době činnosti zase sepne mezirelé.

Příklad znázorněný na obrázku ilustruje takové zahrnutí. Každá fáze systému je vybavena proudovým transformátorem, na jehož sekundární vinutí je připojen RT. Když proud stoupne nad nastavenou hodnotu v jedné nebo více fázích, aktivuje se příslušné proudové relé KA1..KA3. Svými kontakty RT uzavřou aktivační obvod časového relé KT, které po ukončení časové prodlevy sestaví obvod pro sepnutí indikátoru KH a mezirelé KL. Tato zařízení generují vypínací signál přes vypínací cívku jističe YAT.

V sítích do 1000 voltů se k ochraně zařízení před nadproudem obvykle používají jističe (méně běžně pojistky). V takových podmínkách se RT používá pro generování signálů v automatických řídicích obvodech (například v obvodech spouštění elektromotorů) nebo pro signalizaci. Obrázek ukazuje schéma zapojení pro sepnutí proudového relé pro automatické odlehčení zdroje energie v případě nedostatečného výkonu v síti. Pokud proud v napájecí síti překročí předem stanovenou hodnotu, působí RT na mezirelé K1, které svými kontakty odpojuje sekundární spotřebiče a udržuje hlavní zátěž v provozu.

Proudové relé v jakémkoli provedení je důležitým prvkem pro zajištění bezpečnosti elektrických instalací. Nízkonákladová zařízení chrání sítě a zařízení mnohonásobně jejich náklady.

Relé je spínač. A ne úplně obyčejné. Když se žárovka na chodbě rozsvítí kvůli zvuku kroků, není to kouzlo, je to funkční relé. V tomto článku budeme hovořit o účelu relé a principu jeho fungování.

Existuje mnoho typů a klasifikací relé. Budeme si ale povídat nejen o nich, ale také o tom, co je to relé a jak funguje. Jdeme!

Co je relé

Definice relé je:

Relé je elektromagnetické spínací zařízení určené k vytváření a rozpojování spojů v elektrických obvodech. Relé se spustí, když se náhle změní vstupní hodnota.

Zjednodušeně řečeno, při změně vstupní veličiny (proud, napětí) relé sepne nebo rozepne obvod. Navíc v závislosti na typu relé nemusí být vstupní veličina nutně elektrické povahy.

Slovo „štafeta“ pochází z francouzštiny relé. Tento koncept znamenal výměnu poštovních koní nebo předávání štafety.

Jak relé funguje?

Nejprve si připomeňme Josef Henry, jehož jméno je spojeno s pojmem indukčnost. Drát, kterým protéká proud, je magnet. Namotáme-li drát střídavě kolem jádra, dostaneme induktor.

Jak se chová induktor ve střídavém obvodu? Je-li cívka připojena k obvodu, pak bude fáze proudu v obvodu zaostávat za napětím. Jinými slovy, při maximální hodnotě napětí bude proud minimální a naopak.

To je způsobeno tím, že když je cívka zapojena do obvodu, vyrábí Samoindukce EDS, která zabraňuje prorůstání hlavního proudu cívkou.

Nyní se vraťme ke štafetě. Nejjednodušší elektromagnetické relé se skládá z elektromagnetu (cívky), kotvy a spojovacích prvků. Když je na cívku aplikován elektrický proud, přitahuje kotvu s kontaktem, který uzavírá obvod.

Abychom si to všechno představili, podívejme se na obrázek:

Zde 1 – cívka, 2 – kotva, 3 – spínací kontakty.

Relé má dva okruhy: řídicí a řízený. Řídicí obvod je obvod, kterým je proud přiváděn do cívky. Řízený – obvod, který je při aktivaci relé uzavřen kotvou.

Relé tedy umožňuje řídit velké proudy v řízeném obvodu pomocí nízkoproudého řídicího obvodu.

Každé relé má označení kontaktů pro řízený a řídicí obvod. Na těle produktu jsou také uvedeny hodnoty proudu a napětí, pro které je relé navrženo.

Výše uvedené elektromagnetické relé nefunguje okamžitě. Po přivedení proudu do cívky musí uplynout nějaký čas a teprve potom bude relé fungovat. To je způsobeno jevem zvaným hystereze. Hystereze se z latiny překládá jako nevyřízených nebo zpoždění.

Již jsme mluvili o samoindukčním emf, který se vyskytuje v cívce. Když je relé zapojeno do obvodu, v cívce začne protékat proud, ale síla proudu se postupně zvyšuje. Nárůst proudu v cívce může být reprezentován jako hysterezní smyčka. Po dosažení požadované hodnoty proudu se aktivuje relé.

Z tohoto důvodu se relé nepoužívají v zařízeních s nejrychlejším provozem, kde se musí doba odezvy snížit téměř na nulu.

Mimochodem! Pro naše čtenáře je nyní sleva 10 %. jakýkoli druh práce

Typy relé

V závislosti na vstupní hodnotě, na kterou relé reaguje, existují:

• proudové relé;
• napěťové relé;
• frekvenční relé;
• výkonové relé.

V závislosti na principu činnosti také existují:

• elektromagnetická relé;
• magnetoelektrická relé;
• tepelná relé;
• indukční relé;
• polovodičová relé.

Reléová aplikace

Relé se používají především k ochraně energetických zařízení před přepětím a v automobilové elektronice. Relé se také nacházejí v mnoha domácích spotřebičích. Konvice využívá tepelné relé. Každá chladnička má spouštěcí relé.

Joseph Henry vynalezl relé v roce 1835. První relé našly svůj účel v telegrafii.

Například je logické předpokládat, že proudové relé se používá k řízení síly proudu v obvodu.

Takže při přetížení elektromotoru se sepne proudové relé, které svými kontakty sepne časové relé. Po uplynutí povolené doby pro provoz motoru v režimu přetížení časové relé přeruší obvod.

Samozřejmě se to vše může zpočátku zdát složité a matoucí. Pokud však začnete rozumět a vynaložíte trochu úsilí, brzy budete moci nejen vyprávět o zařízení a principu činnosti relé, ale také jej úspěšně začít připojovat. A v budoucnu se možná staňte specialistou na ochranu relé.

Když existuje studentský servis, jehož specialisté jsou připraveni kdykoli pomoci, nemusíte se již bát těžkých předmětů a přísných učitelů.

Nakonec video, které podrobně, jasně a jednoduše vysvětluje, jak relé funguje:

Pomůžeme vám projít se skvělými výsledky a bez opakování.

• Kontrolní práce od 1 dne / od 120 rublů. Zjistěte cenu
• Práce od 7 dnů / od 9540 rublů Zjistěte cenu
• Kurz od 5 dnů / od 2160 rublů. Zjistěte cenu
• Abstrakt od 1 dne / od 840 rublů Zjistěte cenu

Ivan Kolobkov, také známý jako Joni. Marketér, analytik a copywriter ve společnosti Zaochnik. Mladý nadějný spisovatel. Má lásku k fyzice, vzácným věcem a dílu C. Bukowského.