Relej je električno upravljani prekidač koji se koristi za kontrolu visokog napona ili visoke struje pomoću malog signala. Obezbeđuje električnu izolaciju između kontrolnih i opterećenja kola, poboljšavajući sigurnost i pouzdanost. Releji se koriste u elektroenergetskim sistemima, mašinama, vozilima i automatizaciji. Ovaj članak objašnjava kako releji rade, njihovi delovi, tipovi, ocene, aplikacije, kvarovi, i saveti za dizajn detaljno.
Pregled releja
Relej je električno upravljani prekidač dizajniran da omogući maloj struji male snage da kontroliše mnogo veću struju, što ga čini osnovnom komponentom u modernim električnim i elektronskim kolima. Ova sposobnost je potrebna u aplikacijama u kojima direktna kontrola visokonaponskih ili visokonaponskih uređaja može predstavljati bezbednosne rizike ili smanjiti efikasnost. Izolovanjem kontrolne strane sa strane napajanja, releji štite osetljive krugove male snage od naponskih šiljaka, prenapona i drugih potencijalno štetnih električnih naprezanja. Pored sigurnosti, releji omogućavaju automatizaciju, omogućavajući kontrolerima, mikrokontrolerima i senzorima da pouzdano rade sa teškim opterećenjima kao što su motori, sistemi osvetljenja, HVAC jedinice i industrijske mašine.
Funkcije releja
Relej je vrsta prekidača koji koristi električnu energiju za kontrolu drugih električnih kola. Unutar releja, postoji kalem žice. Kada električna energija teče kroz kalem, stvara magnetno polje. Ovo magnetno polje vuče mali metalni komad koji se zove armatura, koji se kreće i menja položaj kontakata. Kontakti su ili zatvoreni kako bi se omogućilo struja da prođe ili otvoren da zaustavi protok.
Proces funkcioniše u koracima:
• Zavojnica prima električnu energiju - formira se magnetno polje.
• Armatura se kreće - kontakti se uključuju ili isključuju.
• Zavojnica se isključuje - opruga pomera armaturu nazad u početni položaj.
Komponente releja
Relej je električni prekidač koji koristi elektromagnet za rad. Glavni induktivni deo je kalem i jezgro, koji stvara magnetnu silu kada električna struja stvara magnetno polje. Ova skupština je često zaštićena kućištem.
Mehanički mehanizam prebacivanja uključuje armaturu, koja se kreće kao odgovor na magnetnu silu i obezbeđuje mehaničku pristrasnost za rad. Proleće radi na vraćanju armature u prvobitni položaj kada se ukloni magnetno polje; Ova proleće je često napravljena od legure srebra za provodljivost.
Električna prebacivanje akcija se dešava na kontaktima: pokretni kontakt se fizički pomera armature za povezivanje ili isključivanje kola, dok su fiksni kontakti (NO / NC) predstavljaju normalno otvoren (NO) ili normalno zatvoren (NC) stanje releja, određujući podrazumevanu vezu kola.
Specifikacije relejnog kalema
| Parametar | Šta to znači | Primer (5 V relej) |
|---|---|---|
| Otpor kalema | Otpor kalema, izračunato kao napon podeljen strujom. | R = 5V ÷ 0.07A = 71Ω |
| Snaga kalema | Količina električne energije kalem koristi, izračunava se kao napon puta struja. | P = 5V × 0.07A = 0.35W |
| Pull-In Voltage | Napon na kojem relej počinje da se uključuje. Obično oko 75–80% nazivnog napona. | 3.8–4 V |
| Napon ispadanja | Napon ispod kojeg se relej isključuje. Obično oko 10–30% nazivnog napona. | 1–1.5 V |
Prebacivanje relejnih kontakata
AЦ Prebacivanje
Prilikom prebacivanja AC opterećenja, struja prirodno prolazi kroz nulu u svakom ciklusu naizmenične struje. Ovo pomaže da se zaustavi električne lukove koji se mogu formirati kada se kontakti otvore, čineći AC prebacivanje lakše i manje štetno za kontakte releja.
DC Prebacivanje
DC je konstantan i ne prolazi kroz nulu. Zbog toga je verovatnije da će se luk formirati kada se kontakti otvore. Ovi lukovi mogu oštetiti ili zavariti kontakte, tako da je potrebna posebna pažnja kada se koriste releji sa jednosmernim opterećenjima.
Metode za sprečavanje luka
• Flyback diode: Obično se koriste za jednosmerna opterećenja za bezbedno preusmeravanje struje.
• RC snubbers: Koristi se i za AC i DC za ograničavanje naponskih šiljaka.
• Metalni oksidni varistori (MOV): Potiskuju prelazne pojave visokog napona i štite kontakte.
Uobičajeni tipovi releja i njihove primene
| Tip releja | Prednosti | Tipične aplikacije |
|---|---|---|
| Elektromehanički relej (EMR) | Isplativo, obezbeđuje jasnu električnu izolaciju između kontrolnih i opterećenja kola | Koristi se u industrijskim kontrolama, kućnim aparatima i automobilskim sistemima |
| Reed Relay | Brza brzina prebacivanja, kompaktna veličina, zapečaćena za zaštitu i pogodna za signale slabe struje | Obično se koristi u komunikacionim uređajima, testnim instrumentima i sistemima za rutiranje signala |
| Solid-state relej (SSR) | Nema pokretnih delova, tihi rad, velika brzina prebacivanja i dug životni vek | Najbolje za automatizaciju, sisteme grejanja i aplikacije kojima je potrebno često prebacivanje |
| Latching Relay | Održava svoju poziciju čak i nakon što je napajanje uklonjeno, energetski efikasan | Koristi se u memorijskim krugovima, sistemima na baterije i uređajima za daljinsko upravljanje |
Šta je bolje?
Svaki tip releja je najpogodniji za specifične situacije, u zavisnosti od zahteva kola. Elektromehanički releji su jednostavni i pristupačni, što ih čini korisnim za mnoge osnovne sisteme kontrole. Reed releji su bolji kada je potreban brz odziv i rad niske struje, jer se brzo prebacuju i zapečaćeni su za zaštitu.
Solid-state releji su poznati po svojim tihim i efikasnim performansama jer nemaju pokretne delove, što ih čini pogodnim za kola koja treba često prebacivanje. Latching releji pomažu u uštedi energije, jer mogu da ostanu u jednom položaju bez korišćenja kontinuirane snage.
Neuspjesi releja i njihova rešenja
| Zajednički neuspeh | Uzrok | Popravka / preventivna mera |
|---|---|---|
| Kontakt Pitting ili zavarivanje | Javlja se kada prekomerna struja ili luk oštećuje kontakte releja | Koristite kontakte ocijenjene za ispravno opterećenje i uključuju uređaje za suzbijanje luka kao što su snubber kola |
| Izgaranje kalema | Dešava se kada je kalem izložen većem naponu ili kontinuiranoj prekomernoj struji | Radite u okviru nazivnog napona kalema i koristite zaštitne komponente kako biste ograničili prenapon |
| Kontakt Bounce ili Chatter | Rezultati vibracija, loše montaže, ili slabe magnetne sile kalema | Obezbedite čvrstu montažu releja, odgovarajući napon pogona kalema i kvalitetan dizajn releja |
| Oksidacija ili korozija | Uzrokovano vlagom, prašinom ili izlaganjem teškim uslovima | Koristite zapečaćene releje ili releje sa pozlaćenim kontaktima za signale slabe struje |
Različite primene releja
• Prednja svetla i svetla za maglu
• Kontrola starter motora
• Pokretači motora
• Kontrola transportne trake
• Pametna kontrola osvetljenja
• Prebacivanje uređaja
• Zaštita od prekomerne struje
• Zaštita od zemljohrane
• Prebacivanje linija
• Rutiranje signala
• Krugovi za zaštitu zvučnika
• Frižideri (relej kompresora)
• Mašine za pranje veša
Zaključak
Releji su osnovni za sigurnu i pouzdanu kontrolu električnih kola. Njihova sposobnost da izoluju signale, rukuju različitim opterećenjima i podržavaju automatizaciju čini ih korisnim u mnogim sistemima. Uz pravilan izbor, pravilno ožičenje i dobre prakse dizajna, releji nude dug radni vek i stabilne performanse. Razumevanje njihovog rada i specifikacija je potrebno za izgradnju sigurnih i efikasnih kola.
Često postavljana pitanja [FAK]
K1. Šta je relej kontakt materijal?
To je metal koji se koristi na kontaktima releja, kao što su srebro, zlato ili volfram. To utiče na provodljivost, otpornost na luk, i kontakt život.
K2. Šta je relejna histereza?
To je razlika između napona koji uključuje relej (pull-in) i napona koji ga isključuje (drop-out). Sprečava brbljanje.
K3. Može li se jedan relej prebaciti i AC i DC opterećenja?
Da, ali AC i DC rejtinzi su različiti. DC opterećenja su teže prebaciti i potrebna su niža ograničenja napona i struje.
K4. Zašto koristiti relejnu utičnicu?
Omogućava jednostavnu zamenu releja, štiti relejne igle od oštećenja i poboljšava sigurnost ožičenja.
K5. Šta SPDT ili DPDT znači u relejima?
Oni opisuju konfiguracije kontakata. SPDT kontroliše jedno kolo sa dva izlaza. DPDT kontroliše dva odvojena kola u isto vreme.
K6. Koja je razlika između NO i NC kontakata?
NO (normalno otvoreni) kontakti se zatvaraju kada se relej napaja. NC (normalno zatvorena) kontakti se otvaraju kada se relej napaja.