Technika przekaźnikowa – podstawowe informacje

Technika przekaźnikowa – podstawowe
informacje techniczne – cz. I
Tomasz Ochocki, Bartłomiej Szydłowski
Ponad 50-letnie doświadczenie firmy Relpol SA
w zakresie produkcji przekaźników procentuje olbrzymią
liczbą przekaźników pracujących w aplikacjach w Polsce
i za granicą. Szeroka oferta i wysoko rozwinięta technologia
produkcji pozwala określać firmę Relpol SA
jako jednego z największych specjalistów
w zakresie produkcji przekaźników na świecie.
P
rofesjonalny zespół inżynierów konstruktorów, technologów oraz menedżerów produktów posiada bardzo duży zasób wiedzy na temat techniki przekaźnikowej i możliwości jej
stosowania. Tym samym chcielibyśmy podzielić się naszymi doświadczeniami w zakresie przekaźników elektromagnetycznych,
ich budowy, rodzajów, technologii produkcji oraz prawidłowego
doboru. Niniejszy artykuł jest pierwszą częścią serii dotyczącej
podstawowych informacji technicznych na temat techniki przekaźnikowej.
Według U.S.A.S.I. (Instytutu Normowania Stanów Zjednoczonych Ameryki) przekaźnik można określić jako elektrycznie
sterowane urządzenie, które otwiera i zamyka obwód elektryczny
w celu oddziaływania na pracę innych urządzeń, w tym samym
lub innym obwodzie. Można zatem powiedzieć, iż przekaźniki
są ważnym elementem w dzisiejszych procesach przemysłowych.
Kilkadziesiąt miliardów przekaźników działa dzisiaj na całym
świecie jako interfejs pomiędzy obwodami sterowania, a obciążeniem elektrycznym. Rozwój techniczny doprowadził do miniaturyzacji przekaźników mono- i bistabilnych, które potrzebują
małego lub nawet nie wymagają żadnego napięcia zasilającego
do przeniesienia przez styki dużej mocy.
Przekaźnik spełnia dwa fundamentalne zadania:
1. Galwaniczne oddzielenie (separacja) sekcji sterowania od sekcji przełączania.
2. Przełączanie obciążeń dużej mocy z wysokim napięciem i/
/lub prądem o wysokim natężeniu przy małym zużyciu energii (niskie napięcie/małe natężenie prądu), nawet przy małych
sygnałach elektrycznych.
Dla przekaźników istnieje bardzo szerokie pole zastosowań.
Gdy elektroniczne i elektromechaniczne warunki zastosowania
potrzebują satysfakcjonującej pracy, to wówczas pożądane jest
użycie przekaźnika np. dla sprzętu sterowniczego, przekaźników
czasowych, kontroli temperatury itd.
Na początku warto zagłębić się w budowę przekaźnika
elektromagnetycznego. Przekaźnik elektromechaniczny składa się z dwóch następujących części: przełącznika elektromagnetycznego i elektrycznego. Pierwszy z wymienionych
jest sekcją sterowania, a drugi sekcją przełączania podłączoną bezpośrednio do obciążenia elektrycznego. Elektromagnes
powoduje przetwarzanie prądu elektrycznego na strumień magnetyczny, który wytwarza siłę poruszającą część przełączającą. Warto przede wszystkim zwrócić uwagę na to, iż elektromagnes jest jedną z najważniejszych części przekaźnika
elektromagnetycznego.
36 l Nr 9 l Wrzesień 2009 r.
Rys. 1. W pełni zautomatyzowana linia do produkcji przekaźników
elektromagnetycznych w firmie Relpol SA
Rysunek obok (rys. 2) ukazuje
klasyczny układ elektromagnesu
składający się z czterech podstawowych części:
1. Cewki składającej się z jednego
lub więcej uzwojeń drutu miedzianego, zazwyczaj nawiniętego na szpulę wykonaną z materiału izolacyjnego.
2. Rdzenia ferromagnetycznego.
3. Jarzma ferromagnetycznego.
4. Ruchomej zwory ferromagnetycznej.
Styki
Osłona przeciwpyłowa
Wyprowadzenia
styków
Wyprowadzenia
cewki
Rys. 3. Klasyczna budowa
przekaźnika elektromagnetycznego
Zwora
Cewka
Jarzmo
Rdzeń magnetyczny
Rys. 2. Klasyczny układ
elektromagnesu
Należy jednak powiedzieć, iż
w skład klasycznego przekaźnika elektromagnetycznego
(rys. 3) wchodzą również dodatkowe elementy, wśród których są przede wszystkim:
l sprężyny stykowe stałe i ruchome;
l styki;
l popychacz;
l złącza montażowe i wyprowadzenia cewki;
l płytka stykowa;
l osłona przeciwpyłowa.
Oprócz elektromagnesu kolejną niezwykle ważną częścią przekaźnika elektromagnetycznego jest sekcja przełączania. Klasyczny układ sekcji przełączania odpowiada schematowi jednego zestyku przełącznego. Rysunek 4 przedstawia sekcję przełączania
przekaźnika z jednym zestykiem przełącznym.
Sprężyna
styku
rozwiernego
Sprężyna
styku
ruchomego
Sprężyna
styku
zwiernego
Popychacz
reklama
Chcąc sklasyfikować pojęcie przekaźników, należy powiedzieć, iż na rynku istnieją
dwa główne typy przekaźników: przekaźniki elektromechaniczne i półprzewodnikowe (Solid State Relay, SSR).
Funkcjonowanie przekaźników półprzewodnikowych
i elektromagnetycznych jest
bardzo podobne – polega na
przełączaniu obwodu obciążenia, które jest sterowane
sygnałem niskonapięciowym
odizolowanego obwodu wejściowego.
Płytka
stykowa
Wyprowadzenia lutownicze
Rys. 4. Schemat sekcji przełączania przekaźnika elektromagnetycznego
W ofercie firmy Relpol można znaleźć oba rodzaje przekaźników, w tym wśród przekaźników elektromagnetycznych istnieje podział na:
l przekaźniki subminiaturowe;
l przekaźniki miniaturowe PCB;
l przekaźniki miniaturowe przemysłowe;
l przekaźniki małogabarytowe przemysłowe;
l przekaźniki interfejsowe;
l gniazda i akcesoria.
Rys. 5. Miniaturowy przekaźnik elektromagnetyczny z gniazdem na
szynę DIN 35mm w zestawie określanym przekaźnikiem interfejsowym
Dzięki szerokiej gamie dodatkowych akcesoriów do przekaźników, można montować je w dowolnych aplikacjach, stosować
ochronę i sygnalizację zadziałania. Szerzej na temat różnic między przekaźnikami, zasadzie działania przekaźników monostabilnych i bistabilnych w następnej części.
n
Nr 9 l Wrzesień 2009 r. l
37