Wat is een elektromagnetisch relais voor algemeen gebruik?

A Elektromagnetisch relais voor algemeen gebruik is een elektromechanisch schakelapparaat dat een klein stuursignaal gebruikt, meestal een DC- of AC-spoelvoeding met lage spanning, om een afzonderlijk, vaak veel groter belastingcircuit te openen of te sluiten door middel van elektromagnetische actie in plaats van direct elektrisch contact. Wanneer stroom door de interne spoel vloeit, genereert deze een magnetisch veld dat een beweegbaar anker tegen een veer aan trekt, en dat anker schakelt mechanisch een reeks contacten om om het belastingscircuit te voltooien of te verbreken. Dit ontwerp geeft het relais twee eigenschappen die het in vrijwel elke branche bruikbaar maken: elektrische isolatie tussen de besturingszijde en de belastingszijde, en de mogelijkheid om een ​​zware belasting te besturen met een zeer licht stuursignaal. Het woord voor algemeen gebruik onderscheidt het specifiek van relais voor speciale doeleinden, aangezien een eenheid voor algemeen gebruik is gebouwd om betrouwbaar te werken over een breed scala aan standaardspanningen, belastingen en montagestijlen, in plaats van te zijn ontworpen voor één beperkte toepassing.

Hoe de elektromagnetische schakelactie feitelijk werkt

Het interne mechanisme van een elektromagnetisch relais voor algemeen gebruik volgt een consistente volgorde, ongeacht fabrikant of vormfactor. Een spoel die rond een magnetische kern is gewikkeld, wordt bekrachtigd door de stuurspanning, die een magnetisch veld creëert dat sterk genoeg is om de spanning te overwinnen van een terugstelveer die het anker in zijn rustpositie houdt. Terwijl het anker beweegt, drijft het mechanisch de contactset van het relais aan, waarbij open contacten worden gesloten, gesloten contacten worden geopend of een gedeeld contact tussen twee posities wordt geschakeld, afhankelijk van de configuratie van het relais. Wanneer de spoel wordt uitgeschakeld, trekt de veer het anker terug naar de rusttoestand en keren de contacten terug naar hun oorspronkelijke positie.

Basisbedieningsvolgorde

1. Op de spoelklemmen wordt stuurspanning toegepast
2. De bekrachtigde spoel genereert een magnetisch veld rond zijn kern
3. Het magnetische veld trekt aan het anker en overwint de terugstelveer
4. De beweging van het anker schakelt mechanisch de contacten aan de belastingzijde
5. Door de stuurspanning weg te nemen, kan de veer de contacten terugbrengen naar hun rusttoestand

Belangrijkste specificaties die een relais voor algemeen gebruik definiëren

Het selecteren of specificeren van het juiste relais komt neer op een kleine set kernparameters die in vrijwel elk gegevensblad voorkomen. Als dit verkeerd wordt gedaan, is dit de meest voorkomende oorzaak van voortijdige relaisstoringen, omdat het overschrijden van de spoelwaarde de spoel kan doorbranden, en een te kleine contactwaarde voor de aangesloten belasting kan na verloop van tijd contactlassen of boogvorming veroorzaken.

Kernspecificatiereferentie

Deze parameters en hun testmethoden zijn geformaliseerd in industriestandaarden zoals BS EN 61810-1 , waarin de algemene vereisten voor elektromechanische elementaire relais worden behandeld, en SAE-AS5363 , een algemene specificatie voor elektromechanische vermogenscontrollerrelais, waarnaar beide worden verwezen in de selectierichtlijnen voor elektromechanische relais van GlobalSpec.

Contactconfiguraties begrijpen

Contactconfiguratie beschrijft hoeveel afzonderlijke circuits een enkel relais kan schakelen en in welk patroon. Een normaal open contact blijft open wanneer de spoel spanningsloos is en sluit wanneer het wordt bekrachtigd, terwijl een normaal gesloten contact het omgekeerde doet, en een wisselcontact combineert beide in één geheel, zodat het relais stroom naar een van de twee paden kan leiden. Meerpolige relais breiden dezelfde logica uit over verschillende onafhankelijke contactsets die worden bestuurd door een enkele spoel. Daarom bestaan ​​er ontwerpen als DPDT, 3PDT en 4PDT voor toepassingen waarbij meerdere circuits tegelijkertijd moeten worden geschakeld vanuit één stuursignaal.

Het relais afstemmen op het belastingstype

De vermelde contactwaarde op een datasheet gaat uit van een resistieve belasting, maar belastingen in de echte wereld zijn niet altijd resistief, en dit onderscheid heeft een aanzienlijke invloed op de grootte van een relais. Volgens selectierichtlijnen die zijn gepubliceerd voor kopers van industriële relais, bepaalt de te schakelen belasting grofweg 80 procent van de juiste relaisselectie, en vereisen verschillende belastingstypen verschillende reductiebenaderingen:

• Ohmse belastingen zoals verwarmingselementen en gloeilampen hebben over het algemeen een contactwaarde nodig 1,25 keer de maximale belastingsstroom
• Inductieve belastingen zoals motoren, elektromagneten en transformatoren moeten gebruik maken van boogbestendige contactmaterialen zoals AgSnO2 of AgNi, met een contactclassificatie 2 tot 3 keer de stabiele belastingsstroom om inschakelstroom en tegen-EMK te verwerken
• Capacitieve belastingen zoals voedingen en LED-drivers hebben aandacht nodig om de stootstroom te kunnen weerstaan om contactlassen tijdens het opstarten te voorkomen

Waar elektromagnetische relais voor algemeen gebruik daadwerkelijk worden gebruikt

Het bepalende kenmerk van een relais voor algemeen gebruik is dat het bijna overal opduikt waar elektrische besturings- en belastingscircuits moeten worden gescheiden. Veel voorkomende toepassingsgebieden zijn onder meer industriële bedieningspanelen en PLC-signaalschakeling, automatiseringsapparatuur, HVAC-systemen en lichtregeling, huishoudelijke en commerciële apparaten, voedingseenheden en beveiligings- en kantoorautomatiseringsapparatuur. De meeste schakelscenario's met lage tot gemiddelde belasting tot een nominale stroom van ongeveer 12 A vallen binnen het praktische bereik van een standaard relais voor algemene doeleinden voordat een toepassing in plaats daarvan een apparaat voor zwaardere taken of voor speciale doeleinden gaat vereisen.

Mechanisch versus solid state: waarom elektromagnetisch ontwerp nog steeds domineert

Relais voor algemeen gebruik worden doorgaans gebouwd als elektromechanische of solid-state apparaten, en hoewel beide belastingen schakelen, zijn ze qua toepassing niet uitwisselbaar. Het elektromechanische of elektromagnetische type beweegt fysiek een spoelaangedreven anker om contacten te schakelen, wat het een eenvoudige, kosteneffectieve en gemakkelijk te inspecteren oplossing maakt, hoewel de bewegende delen gevoeliger zijn voor mechanische slijtage bij schakeltoepassingen met zeer hoge frequenties. Solid-state relais vervangen de spoel en het anker door halfgeleiderschakeling, wat een kleiner, stiller en vaak duurzamer ontwerp mogelijk maakt voor toepassingen met een hoge cyclus, maar doorgaans hogere kosten per eenheid met zich meebrengt. Voor de grote meerderheid van standaard besturings-, automatiserings- en apparaattoepassingen waarbij de schakelfrequentie gematigd is, blijft het elektromagnetische type de standaardkeuze vanwege de betrouwbaarheid, eenvoudige diagnostiek en lagere kosten per eenheid.

Selectiechecklist voor een elektromagnetisch relais voor algemeen gebruik

1. Controleer de spoelspanning en het voedingstype, aangezien een AC-spoel en een DC-spoel met hetzelfde spanningsnummer niet uitwisselbaar zijn
2. Zorg ervoor dat de contactwaarde overeenkomt met uw daadwerkelijke belastingstype, en reduceer indien nodig voor inductieve of capacitieve belastingen
3. Kies de contactconfiguratie, SPDT, DPDT, 3PDT of 4PDT, op basis van het aantal circuits dat het relais moet besturen
4. Selecteer een montagestijl, stekkerdoos, DIN-rail of PCB, die bij uw paneel- of behuizingsontwerp past
5. Controleer omgevingsfactoren zoals temperatuur, vochtigheid en trillingen ten opzichte van de nominale bedrijfsomstandigheden van het relais

Een elektromagnetisch relais voor algemeen gebruik werkt door gebruik te maken van een klein, door een spoel aangedreven magnetisch veld om mechanisch een afzonderlijk belastingscircuit te schakelen, waardoor ingenieurs een betrouwbare, elektrisch geïsoleerde manier hebben om alles te regelen, van verlichting en HVAC-apparatuur tot industriële automatisering en apparaatcircuits met één enkel gestandaardiseerd apparaat. Het juist krijgen van de spoelspanning, contactwaarde, contactconfiguratie en belastingvermindering is wat een relais dat jaren meegaat onderscheidt van een relais dat voortijdig uitvalt door doorbranden van de spoel of contactlassen. Een correct gespecificeerd Elektromagnetisch relais voor algemeen gebruik geeft bouwers van regelpanelen en ontwerpers van apparatuur een betrouwbare, kosteneffectieve schakelcomponent die voldoet aan de overgrote meerderheid van de standaard spannings-, stroom- en montagevereisten die te vinden zijn in industriële en commerciële elektrische systemen.