A reléérintkezők védelme feszültséglökések és áramok ellen AC és DC áramkörökben. Szikraszűrő áramkörök RC áramkör és dióda áramkör kombinációja
Ez a cikk arról fog szólni relé érintésvédelemés az egyenáramú és váltóáramú áramkörök feszültség- és áramlökések hatásaira érzékeny eszközök bemeneti áramkörei, amelyek:
- RC láncok;
- dióda áramkör;
- dióda-zener dióda áramkör;
- varisztor áramkör.
Különféle elektromos berendezések be- és kikapcsolásakor az elektromos áramkörben lévő áram általában eltér az állandó értéktől. Ebben az esetben a terjedés többszörös. Az alábbiakban diagramok láthatók az áram változásáról a különféle jellemző típusú terhelések bekapcsolásakor.
Az induktív terhelés kikapcsolásakor önindukciós EMF lép fel (több száz és több ezer volt között). Az ilyen feszültséglökés károsíthatja a kapcsolóelemet, vagy jelentősen csökkentheti élettartamát. Ha ezekben a terhelésekben az áram viszonylag kicsi (amper egység), akkor az önindukciós EMF hatása az induktív terhelést váltó érintkezőkre koronakisüléshez vagy ívhez vezethet.
Ez viszont oxidok és karbidok megjelenéséhez vezethet az érintkezőkön. Az öninduktív EMF hatása károsíthatja azokat az eszközöket is, amelyek induktív terheléssel osztoznak az áramkörön.
Például egy nagy teljesítményű közbenső relével párhuzamosan csatlakoztatott elektronikus időrelé megsérülhet vagy instabil lehet, ha nem tesznek intézkedéseket az önindukciós EMF elleni védelem érdekében.
Amikor az érintkezők között elektromos ív keletkezik, az érintkezési pontok tönkremennek az érintkező felületek anyagának átvitele miatt. Ez az érintkezők hegesztéséhez és az érintkezők alakjának megváltozásához vezet, és ennek eredményeként az érintkezési ellenállás növekedéséhez.
Az érintkezési ellenállás növekedése az érintkezési pontban a hőképződés növekedéséhez, annak oxidációjához, és ennek eredményeként az érintkezés teljes elvesztéséhez vezet.
Az érintkezők erőforrásának megtakarítása és a terhelések védelme érdekében különféle védelmi módszereket alkalmaznak.
Feszültség- és áramlökésekre érzékeny eszközök érintkezőinek és bemeneti áramköreinek védelme DC és AC áramkörökben.
| Védőáramkör típusa | Az áram típusa | Használati útmutató | jegyzet | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Per. | Pozíció. | ||||
| RC láncok |
|
+ | + | Ha a terhelés egy időzítő, az RC áramkörön átfolyó szivárgási áram hibát okozhat. Váltakozó áramú használat esetén a terhelési impedanciának lényegesen kisebbnek kell lennie, mint az RC áramkör impedanciája. | Az RC áramkör névleges értékeinek kiválasztásakor a következőket kell követnie: R - 0,5 ... 1 Ohm 1 V feszültségenként az érintkezőknél (vagy terhelésnél). C - 0,5 ... 1 μF 1A áramra az érintkezőkön keresztül (vagy a terhelésben). A besorolások nagymértékben függenek a terhelés tulajdonságaitól és a kulcs jellemzőitől. Használjon nem poláris kondenzátorokat. |
|
+ | + | Ha a relé vagy a mágnesszelep meg van terhelve, a kioldási idő megnő. | ||
| dióda áramkör |
|
— | + | Mivel a dióda a terheléssel párhuzamosan van bekötve, a benne tárolt energia a diódán keresztül záródik, ami a kioldási idő 2...4-szeres növekedéséhez vezet az RC áramkörhöz képest. | Használjon olyan diódát, amelynek fordított feszültsége a terhelési feszültség 10-szerese, és a maximális előremenő áram valamivel nagyobb, mint a terhelési áram. |
| Dióda-zener dióda áramkör |
|
— | + | Akkor használatos, ha a diódaáramköri tranziens lecsengési ideje túl hosszú. | Használjon olyan zener-diódát, amelynek stabilizációs feszültsége megközelítőleg megegyezik a tápfeszültséggel. |
| Varisztor áramkör |
|
+ | + | A varisztor feszültségstabilizáló tulajdonságát felhasználva ez az áramkör megakadályozza, hogy a terhelésen túl magas feszültség keletkezzen. A varisztor használata kissé megnöveli a kioldási időt is. | |
Az RC zavarszűrő áramkör (hálózati snubber, hálózati snubber, RC SNUBBER NETWORKS, RC elem) egy olyan eszköz, amely az elektromos áramkörökben fellépő feszültséglökések (túlfeszültség-csökkentők) elnyomására szolgál, túlfeszültség-elnyomó eszköz.
Az RC áramkörök használata kisimítja és korlátozza a relé vezérlőáramkörök elemeinek kapcsolási túlfeszültségét, csökkenti a szikraképződést a vezérlőrelé érintkezőinél, és ezáltal növeli a kapcsolási élettartamát. A reléérintkezőknél kialakuló szikraképződés megakadályozása vagy minimalizálása csökkenti a kapcsolási időkben keletkező elektromágneses sugárzás intenzitását, ami biztosítja a szükséges zajvédelmet az érzékeny elektronikus áramkörök számára.
Az RC áramkör egy kondenzátorból és egy sorba kapcsolt ellenállásból áll. A kondenzátornak el kell nyelnie az áram- és feszültségimpulzusok energiáját, és védelmet kell nyújtania az induktivitás által generált potenciálok ellen a szétkapcsolás és az érintkezés visszapattanása során. A snubber áramkörben használt kondenzátor dielektrikumának el kell viselnie a túlfeszültség nagyságát. Az ellenállásnak nem induktív típusúnak kell lennie annak érdekében, hogy nagy sebességű csillapítást biztosítson, és az impulzuszaj áramát továbbítsa. Az RC áramkörnek hatékonyan el kell nyelnie a szikrakisüléseket és az indukált zajt a kapcsolás során.
Jelentős induktivitású elektromágneses eszközök (például elektromágneses szelepek mágnestekercsei, elektromágneses indítók tekercsei, relék és kontaktorok) vezérlésekor ajánlatos az 1. ábrán látható diagramnak megfelelően zavarszűrő RC áramköröket használni.
Rizs. 1. Zavarszűrő RC áramkör beépítése a mágneskapcsoló vezérlő áramkörébe. a) RC lánc nélküli áramkör; b) egy áramkör csatlakoztatott RC lánccal
A valódi ATS vezérlőáramkörében felvett részletes oszcillogramok az alábbi ábrákon láthatók.
ábrán. A 2. ábra a vezérlőrelé tekercsén lévő 220 V-os feszültség oszcillogramját mutatja egy zajcsökkentő RC áramkör nélküli áramkörben, az 1. ábra szerint. 1a. Az áramkör ABB ESB 20-11 mágneskapcsolót használ, a vezérlőrelé érintkezőinek kikapcsolásakor a feszültséglökés +2200 V (1 div = 1000 V).
Rizs. 2. A vezérlőrelé tekercsének feszültségének oszcillogramja a zajcsökkentő RC áramkör nélküli áramkörben.
ábrán. A 3. ábra a vezérlőrelé tekercsének 220 V-os feszültségének oszcillogramját mutatja a beépített zajcsillapító RC áramkörrel rendelkező áramkörben, az 1. ábra szerint. 1b. Az áramkör az ABB ESB 20-11 mágneskapcsolót használja.A vezérlőrelé érintkezőinek leválasztásakor nincs túlfeszültség (1 oszt = 1000 V).
Rizs. 3. A feszültség oszcillogramja a vezérlőrelé tekercsén az áramkörben a beépített zajcsillapító RC áramkörrel.
Rizs. 4. Hogyan csatlakoztassuk az RC áramkört a mágneskapcsolóhoz
Jegyzet. A megadott paraméterekkel rendelkező zavarszűrő RC áramkör használata a kontaktor/mágneses indító kikapcsolási idejének enyhe növekedéséhez vezet. Ez a késleltetés 0,05 és 0,015 s között van, a kontaktor típusától függően. A legtöbb alkalmazásnál a késleltetés növekedése elhanyagolható.
Az interferenciaszűrő RC áramkör paramétereinek helytelen kiválasztása a tekercsen a kontaktor működésének lelassulásához vezet bizonyos üzemmódokban, és a teljesítményérintkezőinek még nagyobb visszapattanásához vezet.
RC láncok:
- RC áramkör 0,1 μF / 630 V DC kondenzátorral és 100 Ohm / 2 W ellenállással a feszültséghez - 250/600 V (AC / DC);
- RC áramkör 0,47uF/400V kondenzátorral és 220Ω/2W ellenállással - 127/200V (AC/DC).
Forrás: www.wel.net.ua
Relé elektromágneses vagy félvezető eszközök nagy teljesítményű jelek kis teljesítményű vezérlőjellel történő kapcsolására. Tipológia szerint elektromágneses, reed- és szilárdtestrelékre oszlanak. Ebbe a csoportba tartoznak még a reed kapcsolók, kontaktorok és betétek, valamint a relék alapjai.
Elektromágneses relék- főként teljesítmény (jel- és teljesítményrelék), a tekercs feszültsége (5-220 V), az érintkezők árama, az érintkezők csoportja (zárás, nyitás, kapcsolás) és az érintkezőcsoportok száma szerint vannak felosztva. Ezen túlmenően, a más csoportokban azonos relék között lehetőség van a hatékonyság növelésére (alacsonyabb a tekercs által fogyasztott áram) és a megnövelt áramterhelésre (arany vagy egyéb bevonatok, amelyek növelik a reléérintkezők kopásállóságát és a maximális reléáramot). A teljesítményrelék további opciókkal rendelkezhetnek, mint például a bekapcsolás LED-del történő jelzése vagy az érintkezők kézi kapcsolása gombbal. Fő gyártók TTIÉs Tyco.
Reed relék- egy speciális típusú elektromágneses relék, amelyekben az érintkezőcsoport egy lezárt csőben található, amelyen a vezérlőtekercs található. Ez a kialakítás lehetővé teszi a relé hatékonyságának és élettartamának növelését, mivel a zárási-nyitási folyamat vákuumban megy végbe. Ezeknek a reléknek a hátránya a kisebb számú érintkezőcsoport (maximum kettő) és az alacsonyabb kapcsolási teljesítmény (maximum néhány amper), ami miatt ez az eszköz elsősorban jelet ad, nem pedig tápellátást. A Reed relék a legtöbb esetben nyomtatott áramköri lapra forrasztással kerülnek felszerelésre. Szerkezetileg néhányuk megegyezik a DIP vagy SIP csomagokban lévő integrált áramkörökkel. Fő gyártók TTIÉs Rajt.
nádkapcsolók- ezek a reed relékben használtakkal azonos mágnesesen vezérelt érintkezők, amelyek állandó mágneses mező távoli vezérlésére szolgálnak, a legtöbb esetben automatizálási eszközökben és biztonsági rendszerekben. A Reed kapcsolók egy érintkezőcsoporttal rendelkeznek a nyitáshoz, záráshoz vagy a több száz milliampertől az amper egységig terjedő áramra kapcsoláshoz, V egységtől 250 voltig terjedő feszültség mellett. A biztonsági rendszerek reed kapcsolói műanyag tokba helyezhetők a könnyebb telepítés érdekében, és mágnesekkel vannak felszerelve a hasonló esetekben. Fő gyártók TTIÉs RZMKP.
Kontaktorok- erős elektromágneses eszközök elektromos áramjelek, 220 V-os feszültségimpulzusok (egyes esetekben 12 vagy 24) kapcsolására. Egyszerre válthatnak egy, két vagy három fázisú elektromos áramot. Megnövelt karbantarthatóság jellemzi őket, amihez kialakításuk több modulból áll: érintkezőcsoportból, tekercsekből (beleértve a különböző feszültségűeket is) és egy magból (mozgó és rögzített részekből áll). Az elektromágneses kontaktorok mellett ma már szilárdtest-relé is létezik, amely több szilárdtest relé blokkja. Fő gyártók Elektromos kontaktorÉs Epcos.
Szilárdtest relék- optocsatolón alapuló jel- vagy teljesítmény optoelektronikai eszközök, bemeneti áramkör LED-del és feszültségstabilizátorral, amely kiterjeszti a bemeneti feszültségek tartományát, valamint egy nagy teljesítményű félvezető eszközből álló kimeneti áramkör - tirisztor, térhatású vagy bipoláris tranzisztor. Ezektől az elemektől függően a szilárdtest relé váltóáramú vagy egyenáramú (vagy feszültség) meghajtású lehet, és egy kapcsolt egyenáramú vagy váltakozó áramú áramkör is lehet. A szilárdtestrelék működésének további jelzése a bemenettel párhuzamosan egy piros LED bekapcsolásával történik.
Kis teljesítményű félvezető relék integrálhatók, DIP vagy SIP ház, közepes teljesítmény TO3 és TO220 házakban, beleértve a beépített hűtőbordával rendelkezőket is. A nagy teljesítményű szilárdtest relék saját moduláris házegységgel rendelkeznek, a bemeneti és kimeneti áramkörök csavaros csatlakozásával és egy speciális radiátor-hűtőbe szerelve.
A nagy teljesítményű szilárdtestrelék fő gyártói - ProtonÉs sírás, közepes teljesítményű relé - CosmoÉs sírás, alacsony fogyasztású - ProtonÉs Nemzetközi egyenirányító.
Árukat megtekintheti és megvásárolhatja üzleteinkben a következő városokban: Moszkva, Szentpétervár, Volgográd, Voronyezs, Jekatyerinburg, Izsevszk, Kazany, Kaluga, Krasznodar, Krasznojarszk, Minszk, Naberezsnij Cselnij, Nyizsnyij Novgorod, Novoszibirszk, Omszk, Perm, Rosztov - Don, Rjazan, Szamara, Tver, Tula, Tyumen, Ufa, Cseljabinszk. A megrendelés kiszállítása postai úton, a Pickpoint kézbesítési rendszeren vagy az Euroset üzleteken keresztül a következő városokba: Toljati, Barnaul, Uljanovszk, Irkutszk, Habarovszk, Jaroszlavl, Vlagyivosztok, Mahacskala, Tomszk, Orenburg, Kemerovo, Novokuznyeck, Asztrahán, Penza, Lipec , Kirov, Csebokszári, Kalinyingrád, Kurszk, Ulan-Ude, Sztavropol, Szocsi, Ivanovo, Brjanszk, Belgorod, Szurgut, Vlagyimir, Nyizsnyij Tagil, Arhangelszk, Chita, Szmolenszk, Kurgan, Orjol, Vlagyikavkaz, Groznij, Murmanszk, Tambov, Petrozavo Kostroma, Nyizsnyevartovszk, Novorosszijszk, Joskar-Ola stb.
A "Relay" csoport nagy- és kiskereskedelmi áruit vásárolhatja meg.
Az önindukciós EMF káros hatásainak kiküszöbölése érdekében szikraoltó áramköröket használnak, amelyeket a reléérintkezőkkel párhuzamosan vagy a terheléssel párhuzamosan szerelnek fel.
Anélkül, hogy belemennénk a tranziens fizikába, nézzük meg a leghatékonyabb és legszélesebb körben használt szikraoltó egyenáramú és váltakozó áramköröket.
A szilícium dióda az induktív terheléssel párhuzamosan van bekötve, zárt érintkezőknél és állandósult állapotban nincs hatással az áramkör működésére. A terhelés leválasztásakor önindukciós feszültség lép fel, amely polaritása megfordul az üzemi feszültséghez képest, a dióda kinyílik és söntöli az induktív terhelést. A diódák a leghatékonyabb módja annak, hogy megvédjék a relé érintkezőket az égéstől, és a legjobb megoldást jelentik bármely más szikraszűrő áramkörhöz képest. Ez a módszer a tranzisztoros kimenettel rendelkező jelzőberendezésekre is alkalmazható.
A szabadonfutó dióda kiválasztásának szabályai:
- A dióda üzemi áramának és fordított feszültségének összevethetőnek kell lennie a névleges feszültséggel és terhelési árammal. Legfeljebb 250 V DC üzemi feszültségű és legfeljebb 5 A üzemi áramú terhelésekhez a közös 1N4007 szilíciumdióda, 1000 V DC fordított feszültséggel és legfeljebb 20 A maximális impulzusárammal;
- A dióda vezetékeinek a lehető legrövidebbnek kell lenniük;
- A diódát közvetlenül az induktív terhelésre kell forrasztani (csavarozni), hosszú csatlakozó vezetékek nélkül - ez javítja az EMC-t a kapcsolási folyamatok során.
AC és DC áramkörök
Az RC áramkör a legolcsóbb és legszélesebb körben használt eszköz az AC és DC áramkörök védelmére.
A dióda áramköröktől eltérően az RC áramkörök a terheléssel vagy a reléérintkezőkkel párhuzamosan telepíthetők. Egyes esetekben a terhelés fizikailag elérhetetlen a szikrafogó elemek felszereléséhez, és ekkor az érintkezők védelmének egyetlen módja az érintkezők RC áramkörökkel történő söntelése.
A legegyszerűbb módja az univerzális nomogram használata. Az U tápfeszültség és az I terhelési áram ismert értékei alapján a nomogramon két pontot találunk, amely után a pontok között egyenes vonal húzódik, amely a kívánt R ellenállásértéket mutatja. A C kapacitásértéket leolvassuk. le a skáláról az aktuális I skála mellett. A nomogram meglehetősen pontos adatokat ad a fejlesztőnek, az áramkör gyakorlati megvalósítása során ki kell választani a legközelebbi szabványos értékeket az RC ellenállásához és kondenzátorához áramkör.
A terheléssel párhuzamosan csatlakoztatott RC áramkör:
Ott használatos, ahol nem kívánatos vagy lehetetlen egy RC áramkört a reléérintkezőkkel párhuzamosan telepíteni. A számításhoz az elemek következő hozzávetőleges értékeit ajánljuk:
- C \u003d 0,5 ... 1 mikrofarad 1 A terhelési áramra;
- R = 0,5 ... 1 ohm 1 V terhelési feszültségenként ill
- R = a terhelési ellenállás 50...100%-a.
A megadott R és C értékek nem optimálisak. Ha az érintkezők legteljesebb védelmére és a relé maximális erőforrásának megvalósítására van szükség, akkor kísérletet kell végezni, és kísérletileg ki kell választani az ellenállást és a kondenzátort, figyelve a tranzienseket oszcilloszkóp segítségével.
A jelzőberendezések kimeneti tranzisztor fokozatainak védelme érdekében az RC áramkör a terheléssel párhuzamosan csatlakozik.
| A cég műszaki osztálya RusAutomation Cikk megjelenési dátuma: 2016-11-28 |
|
||||
| Meg akar menteni ez a cikk? azt PDF formátumban |
Van kérdésed? Beszélje meg ezt a cikket tovább |
Szeretnél cikkeket olvasni először iratkozz fel be a csatornánk Yandex.Zen |
|||
A diszkrét (relé, tranzisztor) kimenettel gyakran induktív terhelést kapcsolnak (induktort tartalmazó eszközöket). Az ívkisülések előfordulása az ilyen elektromos áramkörök nyitásakor rendkívül negatív hatással van a reléérintkezők és az érzékelők kimeneti fokozatainak teljesítményére, csökkentve azok élettartamát.
Az ívkisülések káros hatásainak kiküszöbölésére szikraoltó áramköröket alkalmaznak, amelyeket a reléérintkezőkkel párhuzamosan vagy a terheléssel párhuzamosan szerelnek fel.
Anélkül, hogy belemennénk a tranziens folyamatok fizikájába és az ívkisülések okaiba, nézzük meg a leghatékonyabb és legszélesebb körben használt szikraoltó egyenáramú és váltakozó áramköröket.
DC áramkörök:
A szilícium dióda az induktív terheléssel párhuzamosan van bekötve, zárt érintkezőknél és állandósult állapotban nincs hatással az áramkör működésére. A terhelés leválasztásakor önindukciós feszültség lép fel, amely polaritása megfordul az üzemi feszültséghez képest, a dióda kinyílik és söntöli az induktív terhelést. A diódák kivételesen hatékonyan szüntetik meg az íveket és védik a reléérintkezőket az égéstől, mint bármely más szikraoltó áramkör. Ez a módszer a tranzisztoros kimenettel rendelkező jelzőberendezésekre is alkalmazható.
A szabadonfutó dióda kiválasztásának szabályai:
Az RC áramkör a legolcsóbb és legszélesebb körben használt eszköz az AC és DC áramkörök védelmére.
A dióda áramköröktől eltérően az RC áramkörök a terheléssel és a reléérintkezőkkel párhuzamosan is telepíthetők. Egyes esetekben a terhelés fizikailag elérhetetlen a szikrafogó elemek felszereléséhez, és ekkor az érintkezők védelmének egyetlen módja az érintkezők RC áramkörökkel történő söntelése.
A reléérintkezőkkel párhuzamosan kapcsolt RC áramkör számítása:
ahol C az RC áramkör kapacitása, mikrofaradok.
I - terhelési üzemi áram, A.
ahol R az RC áramkör ellenállása, Ohm.
I - terhelési üzemi áram, A.
A legegyszerűbb módja az univerzális nomogram használata. Az U tápfeszültség és az I terhelési áram ismert értékei alapján a nomogramon két pontot találunk, amely után a pontok között egyenes vonal húzódik, amely a kívánt R ellenállásértéket mutatja. A C kapacitásértéket leolvassuk. le a skáláról az aktuális I skála mellett. A nomogram meglehetősen pontos adatokat ad a fejlesztőnek, az áramkör gyakorlati megvalósítása során ki kell választani a legközelebbi szabványos értékeket az RC ellenállásához és kondenzátorához áramkör.
A terheléssel párhuzamosan csatlakoztatott RC áramkör
Ott használatos, ahol nem kívánatos vagy lehetetlen egy RC áramkört a reléérintkezőkkel párhuzamosan telepíteni. A számításhoz az elemek következő hozzávetőleges értékeit ajánljuk:
A jelzőberendezések kimeneti tranzisztor fokozatainak védelme érdekében az RC áramkör a terheléssel párhuzamosan csatlakozik.
