Elektromanyetik Röle

Giriş

Röleler, elektrik sistemi olan hemen hemen her makinede bulunur.

Çamaşır makineleri ve buzdolapları gibi ev aletlerinden yakıt pompaları, motor kontrolü ve çok daha fazlası gibi endüstriyel uygulamalara kadar. Röleler, yüksek gerilim ve yüksek akım cihazlarını kontrol etmek için kullanılır.

Bu yazıda, derinlemesine bir göz atacağız elektromanyetik rölelerendüstriyel otomasyon uygulamalarında bulunan rölelerin çalışma prensibi, özellikleri ve çeşitleri.

Elektromanyetik Röle Nedir?

Elektromanyetik röle, anahtarı açmak veya kapatmak için bir mıknatıs kullanan bir anahtarlama cihazıdır. Onlar kategorisine ait elektromekanik cihazlar. 

Elektromekanik cihazlar, çıkışları değiştirmek için fiziksel kontaklar kullanır. Anahtarın içinde meydana gelen hareketler nedeniyle, çalışma sırasında karakteristik bir 'tık' sesine sahiptirler.

Röleler, küçük bir giriş sinyali kullanarak daha büyük bir elektrik yükünü kontrol etmek için kullanılır. Örneğin, küçük bir düğmeden gelen girdi, bir röleyi etkinleştirebilir ve böylece büyük bir endüksiyon motorunu kontrol edebilir; buton tek başına motoru doğrudan açmak/kapatmak için yeterli olmadığında.

Bir röle temel olarak bir bobin ve bir dizi yaylı hareketli kontaktan oluşur. Yapılarına ve çalışma şekline göre birden fazla röle türü vardır. Bir elektromanyetik rölenin temel işlevlerine bakalım.

Elektromanyetik Röleler Nasıl Çalışır?

Birçok röle türü vardır. İnşaatın basitliği nedeniyle, bakalım çekici armatür tipi röle ve nasıl çalıştığı. Aşağıdaki şema, tek kutuplu çift atış (SPDT) konfigürasyonuna sahip böyle bir rölenin tipik yapısını göstermektedir.

Bir rölenin birincil bileşenleri, solenoid/elektromıknatıs, armatür-yay montajı ve kontaklar. Bireysel görevlerini ve bir anahtar görevi görmek için birlikte nasıl çalıştıklarını tartışalım.

Solenoid (elektromıknatıs olarak da bilinir), ferromanyetik bir malzeme etrafına sarılmış bir bakır bobindir. Bu tipik olarak katı bir demir çekirdektir. Bobine bir voltaj uygulandığında, bobinin etrafında bir manyetik alan oluşur.

Demir çekirdek, bobine giden voltaj kaldırılana kadar bu manyetik alanı bir mıknatıs haline getirmek için yoğunlaştırır.

Solenoidler genellikle DC akımı kullanılarak çalıştırılır ve AC kaynaklarla uyumlu değildir. Ancak AC ile çalışan röleler de mevcuttur.

AC rölelerin elektromıknatısta 'gölgeleme halkası' adı verilen ek bir bileşeni vardır. Bu, AC kaynağı sıfır noktasını geçtiğinde elektromıknatısın demanyetizasyonunu önler. Bu nedenle, bobin açık olduğu sürece armatür elektromıknatısa çekilmeye devam edebilir.

Armatür-yay tertibatı, bir rölede bulunan hareketli bileşendir. Armatür, elektromıknatıs açıldığında armatürü kendisine doğru saptırabilecek şekilde konumlandırılmıştır.

Bobin açılmadığında armatürün ilk konumuna geri dönmesini sağlamak için yerinde bir geri dönüş yayı vardır. Armatür, anahtarlama akımını ortak terminalden çıkış terminallerine taşıması gerektiğinden iletkendir.

Kontaklar, bir rölede bir sonraki en önemli ve en çok suistimal edilen parçalardır. Bir yükü değiştirirken, armatür, kontakları sabit kontaklar arasında hareket ettirir. Bu, kıvılcımların oluşmasına neden olur. Anahtarlanan yük, motor gibi yüksek endüktif bir yük ise bazen arklar da görülebilir.

Bu nedenle, temas malzemesi, dirence dayanacak şekilde seçilir. elektriksel korozyon. Genellikle gümüş nikel, gümüş kadmiyum oksit ve gümüş kalay oksitten yapılırlar.

Bobine enerji verildiğinde, elektromıknatıs etkinleşir. Bu, armatürün elektromıknatısa doğru çekilmesine neden olur, bu da ortak kontak ile normalde açık kontak arasındaki bağlantıyı sağlar.

Aynı zamanda, normalde kapalı kontak ile ortak kontak arasındaki bağlantı kopar.

Birkaç çeşit elektromanyetik röle mevcuttur. Bazıları ağır yükleri kontrol etmek için kullanılırken, diğerleri öncelikli olarak koruma cihazları olarak kullanılır.

Elektromanyetik Röle Çeşitleri

• Çekilmiş Armatür tipi röle
  • Çekmeli armatür tipi röle, elektromanyetik rölelerin en basit türüdür. Çekilmiş armatür rölelerinin iki türü vardır: menteşeli armatür ve piston tipi. Menteşeli armatür tipi en yaygın olanıdır.

• Bobine enerji verildiğinde, normalde açık/kapalı çıkış moduna bağlı olarak kontaklar kopar/kapanır. 
• Çekmeli armatür tipi röleler normalde DC ile çalışır ve bir kez etkinleştirildiğinde kontaklar ilk konumlarına geri dönmez. Manuel olarak sıfırlanmaları gerekir.
• Çekmeli armatür tipi elektromanyetik röleler, güvenlik cihazlarında aşırı akım, aşırı gerilim ve düşük gerilim koruma röleleri olarak bulunur ve bazen yardımcı röleler olarak da kullanılır.

• İndüksiyon Disk tipi röle
  • Elektromanyetik indüksiyon prensibini takip ederek ve Ferrari'nin prensibi, indüksiyon disk tipi röleler çoğunlukla AC sistemlerde koruyucu röleler olarak kullanılır.
  • Enerji verildiğinde röle içindeki disk dönmeye başlar. Hareketli kontak da diskle birlikte döner ve alan kontağı ile temasa geçerek devreyi tamamlar. Rölenin enerjisinin kesilmesi, yayın diski ters yönde döndürmesine ve başlangıç ​​noktasına dönmesine neden olur.

• Endüksiyon disk tipi röle, AC sistemlerle çalışmak üzere özel olarak tasarlanmıştır ve sürekli DC kaynakları ile çalışmaz.

• İndüksiyon Kupası tipi röle
  • İndüksiyon çanak tipi röleler, indüksiyon disk tipi rölelere benzer. Ana fark, indüksiyon çanak tipinde, disk tipi röledeki dönen diskin C şeklinde bir alüminyum kap ile değiştirilmesidir. Bu, disk ataletini azaltır ve daha hızlı çalışmayı sağlar.

• İndüksiyon fincan tipi röleler, yön veya faz karşılaştırma uygulamaları gibi yüksek hızlı uygulamalarda kullanılmaktadır. Bu, yüksek hassasiyetleri, titreşim stabiliteleri ve daha düşük ataletleri nedeniyle mümkündür.
• İki ana tip indüksiyon fincan tipi röle vardır: reaktans veya Mho tipi röleler (devrelerdeki reaktansı ölçmek için), yönlü veya güç rölesi (arıza koşullarında kontakları tetiklemek için maksimum tork sağlar).

• Dengeli Işın tipi röle
  • Dengeli huzme tipi elektromanyetik röleler de bir çeşit çekmeli armatür rölesidir. Armatürün sonundan ziyade ortasına yerleştirilmiş bir menteşeleri vardır. İki uçta, biri tutma/tutma torkunu (solda) ve diğeri çalışma torkunu (sağda) kanıtlayan bağımsız elektromıknatıslar bulunur.

• Normal çalışma sırasında, tutma elektromıknatısı tarafından üretilen çekim kuvveti, armatürün kendisine çekilmesi için yeterlidir. Bu noktada, çalışan bobinin alanı onun tarafından iptal edilir. Çalışma akımının yüksek olduğu bir arıza durumunda, çalışan elektromıknatısın çekim kuvveti, tutma elektromıknatısından daha büyük olur. Bu, ışını sapmaya zorlar ve açma devresinin kontaklarıyla temas eder.
• Bu röleler genellikle daha hızlıdır, ancak herhangi bir DC geçişi (spike) de onları tetikleyebilir. Bu nedenle bu röleler yaygın olarak kullanılmamaktadır.

• Hareketli bobin tipi röle
  • Elektromanyetik röleler ailesinden hareketli bobin tipi röleler en hassas olanlarıdır. Yüksek hassasiyetlerinden dolayı mesafe ve diferansiyel koruma uygulamalarında kullanılırlar ve sadece DC sistemlerle çalışırlar. AC sistemleri için, ek doğrultucu devreler kullanılarak sonradan donatılabilirler.

• Bu röle tipinde hareketli bobin tipinde olabilir. eksenel veya döner. Eksenel tip, döner tipten iki kat daha duyarlıdır. Bobin, yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi hareketli parçanın (mil) etrafına sarılır. Bobinden akım uygulamak, kalıcı mıknatıstaki kutupların neden olduğu itme nedeniyle bobinin dönmesine neden olur. Dönme, hareketli kontağın açma devresi kontaklarını kapatmasına neden olur.

• Polarize Hareketli Demir tipi röle
  • Polarize tip röleler adından da anlaşılacağı gibi polarize bobine sahiptir. Bu, rölenin yalnızca bobine uygulanan belirli bir voltaj polaritesiyle çalışacağı anlamına gelir. Bu tip röleler, özellikle sistemlerin DC kaynaklarla çalıştığı yüksek hassasiyetli uygulamalarda bulunur. 
  • Bu rölelerin yapısı hareketli bobin tipi rölelere benzer, ancak polarizasyon röleleri, bobine polariteyi tanıtmak için içlerinde kalıcı mıknatıslar da içerir.

Elektromanyetik Röle Sembolü

Elektromanyetik röleler, elektrik şemalarında çeşitli şekillerde temsil edilir. Bazıları genel semboller içerir ve bazı diyagramlar, çalıştırma tipini ve rölelerin kutup/çıkış sayısını gösteren karmaşık sembollere sahip olabilir. Elektrik çizimlerinde bulunan en yaygın röle sembollerinden bazılarına bir göz atalım.

• Röle – Solenoidle Çalışan – SPST
  • Bu rölenin yalnızca bir açma veya kapama kontağı vardır. Sol kısım bobini, sağ kısım ise anahtarın iki kontağını temsil eder. Bazen bobin, sağdaki resimde gösterildiği gibi temsil edilir. SPST röleleri 4 pinlidir.

• Röle – SPDT – Tek Kutup Çift Atış
  • Bu röle SPST modeline benzer ancak iki çıkışı vardır. Aktif değilken COM girişi NC çıkışına bağlanır. Enerji verildiğinde röle NC ile kontağı keser ve NO çıkışı ile kontağı kapatır. Toplamda 5 pini vardır.

• Röle – DPST – Çift Kutup Tek Atış
  • Bu rölenin iki farklı görev için kullanılabilen iki izole anahtarı vardır. Bobin için 6 pim dahil olmak üzere 2 pimi vardır.

Pim sayısına, kutup/atma sayısına ve teknolojiye bağlı olarak, elektrik çizimlerinde kullanılan çok sayıda başka standart sembol vardır. Elektrik sembolleri, bu semboller hakkında kapsamlı bir kılavuza sahiptir. Web sitesi.

Elektromanyetik Röle Uygulamaları

Elektromanyetik röleler, büyük elektrik yüklerinin küçük bir sinyal kullanılarak değiştirilmesi gerektiğinde kullanılır. Röleler ayrıca alçak gerilim sistemlerine ve kullanıcılara koruma sağlamak için yüksek gerilim ve alçak gerilim sistemleri arasında elektriksel izolasyon sağlamak için kullanılır.

Röleler uygulamalarını bulur,

• Otomobiller
  • Yakıt pompası, kornalar, marş motorları, ön cam engerekleri 
• Bina otomasyonu
  • Erişim kontrol sistemleri, asansörler, kontrol panelleri
• Endüstriyel Otomasyon
  • Motor kontrolörleri, ışık kontrolörleri, güç kaynağı dağıtımı ve anahtarlama
• Elektrikli ev aletleri
  • Fırınlar, çamaşır makineleri, iç/dış klima üniteleri

Ve daha fazlası.

Elektromanyetik Röle Ne Kadar Sürer?

Röleler hareketli parçalar içerdiğinden ve sürekli bağlantı/bağlantı kesilmesine maruz kaldıklarından, katı hal muadillerine göre nispeten daha düşük bir kullanım ömrüne sahiptirler.

Tipik olarak, bir rölenin başarısız olan ilk kısmı kontaklardır. Buna göre FDA, röleler, kontakları için 100,000 işlem ve toplamda 10 milyon işlem ömrüne sahiptir. 

Ancak röleler sürekli ağır yük altında kalırsa ömürleri çok daha düşük olabilir. Örneğin, nominal değerinden çok daha yüksek yükleri anahtarlamak için bir röle kullanılırsa, kontaklar daha hızlı bozulabilir ve nihayetinde birlikte sigortalanarak tehlikeli bir durum yaratabilir.

Elektromanyetik Röle Nasıl Test Edilir

Elektromanyetik röleler, bir yük veya multimetre kullanılarak test edilebilir. Multimetre kullanarak bir röleyi kontrol etme prosedürü aşağıdaki gibidir:

1. multimetre modunu şu şekilde ayarlayın: süreklilik/sesli uyarı modu. Probları rölenin bobin terminallerine bağlayın. Zil çalarsa, bobin iyi durumda ve işlevseldir.

Bobinin test edilmesi, aşağıdakiler kullanılarak da yapılabilir. Direnç ölçüm modu. İşlevsel bir bobin 10-500 Ohm civarında bir dirence sahip olacaktır.

1. Probları NO ve COM terminallerine bağlayın. Bu noktada buzzer çalmamalıdır. Zil çalarsa, röle arızalıdır. 
2. Benzer şekilde, probları NC ve COM terminallerine bağlayın. zil şimdi çalmalıdır (metre direnç modundaysa, 0 Ohm göstermelidir.). Değilse, rölenin arızalı olduğu anlamına gelir.

Elektromanyetik Rölenin Kaç Pim Vardır?

Elektromanyetik röleler tüm farklı şekil ve boyutlarda mevcuttur. Yapılandırmalarına bağlı olarak, röleler 4, 5, 8 ve hatta bazen daha fazla pin sayısına sahip olabilir. Yaygın olarak bulunan birkaç röle konfigürasyonu vardır:

• SPST – Tek Kutup Tek Atış
• SPDT – Tek Kutup Çift Atış
• DPST – Çift Kutup Tek Atış
• DPDT – Çift Kutuplu Çift Atış

Kontak terminallerine ek olarak, bobine bağlı iki ek terminal vardır.

Sonuç

Elektromanyetik röleler, otomasyon sistemlerinde bulunan en yaygın anahtarlama elemanları türlerinden biridir. Düşük voltaj sinyalleri kullanarak yüksek voltaj ve yüksek akım yüklerini kontrol etmek için kullanılırlar.

Röleler hem anahtar hem de güvenlik cihazı olarak kullanılır. Alternatif olarak daha sağlam ve dayanıklı olan elektro-mekanik rölelerin yerini alabilecek katı hal röleleri bulunmaktadır.