Mājsaimniecības un rūpnieciskajiem elektriskajiem tīkliem, ICE vadībai un apgaismošanai tiek izmantota īpaša ierīce. Relejs ir elektromagnētiska vai elektriska tipa smalcinātājs ar mehānisku, elektronisku vai elektrisku impulsu. Izpratne par ierīces darbības principiem un dizaina iezīmēm palīdzēs patstāvīgi atrisināt vairākas problēmas elektrotehnikā.
Radīšanas vēsture
Daži avoti ziņo, ka krievu zinātnieks P.Šilings (1830-1832) uzstādīja releju kā zvana elementu uz telegrāfa. Ir vēl viens viedoklis, kas nosaka regulatora J. Henrija autorību. Amerikāņu fiziķis 1835. gadā izveidoja kontakta tipa ierīci ar elektromagnētisko darbības principu.
Ja ņemam vērā vārda nozīmi, tad “stafete” no franču valodas nozīmē kā stafetes nodošana sacensībās vai pasta zirgu aizstāšana. Pirmoreiz regulatoru kā neatkarīgu elementu pieminēja S. Morze, kurš izveidoja telegrāfu.
Releju tipa ierīču teorija sāka attīstīties 1925. – 1930. Gadā, bet pēc tam - 1936. – 1938. V. Šestakovs, A. Nakashima un K. Šenons izmantoja matemātisko loģiku, lai atrisinātu releja problēmu, un sākās teorētiskā bāze.
Starptautiskos simpozijos atkārtoti tika izvirzītas releja slēdža, ierobežoto stāvokļu mašīnu teorētiskās nozīmības problēmas. Pirmā konsultācija notika 1957. gadā ASV, otrā - PSRS (1962).
Releju funkcijas
Ar releja elementu saprot mezglu un savienojumu kopumu, kas, iedarbojoties uz ieeju, mainās lēcienu veidā. Šī iemesla dēļ, lai raksturotu elementus, tiek izmantoti kritēriji, lai ietekmētu izvadi un ievadi:
- Darbība - pie ieejas efekts ir minimāls, tas aug lēnām, kas noved pie elementa stāvokļa maiņas un vienlaicīgas ietekmes uz izvadi.
- Atlaišana - minimālās ievades darbības samazināšana, lai elements atgrieztos sākotnējā stāvoklī.
- Atgriešanās - parametrs, kas nosaka maksimālo ietekmi palielinājuma gadījumā, kad releja mezgls atgriežas sākotnējā stāvoklī.
- Veiktspēja - ir atkarīga no reakcijas laika un atgriešanās vai atbrīvošanas laika attiecības.
Elektriskais relejs attiecas uz elementu, kura darbības veids ir atkarīgs no strāvas plūsmas vai vadītspējas.
Slēdža darbības princips
Relejs - komutācijas ierīce, kas savieno vai atvieno ķēdes ķēdi, kad pašreizējie parametri svārstās. Ierīce tiek aktivizēta, kad tiek sasniegta apstākļu (sprieguma vai strāvas) vērtības robeža, aizverot vai pārtraucot līniju.
Lai izprastu releja darbības principu, ir jāprecizē tā sastāvdaļas. Ierīces konstrukcijā ietilpst induktors, armatūra un komutācijas kanāli. Savienojot ar ķēdi induktoros ar magnetizētu vadu, rodas pašindukcijas EMF, t.i. fāze atpaliek no sprieguma. Spoles strāvas padeves procesā elements piesaista armatūru ar kontaktiem, kas aizver ķēdi.
Ierīcei ir divu veidu shēmas:
- kontrolējams - darbības brīdī tiek aizvērts ar enkuru;
- vadība - caur to strāva plūst uz spoli.
Lielas strāvas vadības ķēdē kontrolē ar vājstrāvas vadības savienojumu.
Elektromagnētiskā releja ierīci iedarbina pēc histerēzes principa - aktivizēšana kādu laiku pēc strāvas impulsa saņemšanas. Spole spolē aug cilpas veida, sasniedzot nepieciešamo vērtību.Hysterēzes dēļ releju ierīces netiek izmantotas ātrgaitas iekārtām.
Vadāmie un kontrolējamie kontakti, pieļaujamais sprieguma un strāvas parametri ir norādīti uz korpusa.
Jutības parametri
Jutība - releja darbības princips, kurā ierīce reaģē pat uz nelielām indikatoru novirzēm un ātri atgriežas standarta režīmā.
Ļoti jutīgi modeļi uztver indikatorus, kas mazāki par 10 mW, parastie - no 1 līdz 5 W, zemas jutības modeļi - no 10 līdz 20 W.
Releju šķirnes
Praktisku problēmu risināšanai tiek izmantoti releju veidi, kas atšķiras pēc darbības īpašībām, ieslēgšanas un aizsardzības klātbūtnes.
Pēc darba principa
Šie releju veidi ietver:
- Elektromagnētiskie - elektromehāniskā tipa modeļi, kas darbojas no tinuma strāvas magnētiskā lauka, kas iedarbojas uz armatūru. Elektromagnētiskais slēdzis ir neitrāls ar reakciju uz strāvas parametriem un polarizēts ar reakciju uz strāvas lielumu un polaritāti.
- Elektroniski - darbosies lielās slodzēs. Dizainu attēlo pusvadītāju elementi sprieguma padevei un izslēgšanai.
- Niedru slēdži - tiek izgatavoti cilindra formā ar vakuumu vai piepildīti ar inertu gāzes spoli. Niedru slēdzis atrodas magnēta centrā vai ir pakļauts laukam. Šī šķirne tiek aktivizēta, tinumam pieliekot strāvu. Pēc magnētiskās plūsmas veidošanās un atsperu magnetizācijas kontakti aizveras.
- Elektrotermiskā enerģija - darbojas, pamatojoties uz izplešanās koeficienta starpību, sildot bimetāla plāksnes. Releju piešķiršanas veidu nosaka tīkla fāžu skaits.
Elektrotermiskie modeļi ir piemēroti ražošanai vai kā elektromotors.
Pēc sensora elementa iekļaušanas veida
Ir modifikācijas:
- Primārais - savienots ar elementa ķēdi. Tos var izmantot bez mērīšanas transformatoriem, kabeļiem un strauju strāvu avotiem.
- Sekundārais - savienots ar transformatoru palīdzību, reaģējot uz strāvas un sprieguma svārstībām.
- Starpposms - tiek novietoti kā palīgierīce, pastiprina vai pārveido sekundāro modeļu signālus.
Sensora elementa tips ir atkarīgs no releja ierīces. Tas var būt elektromagnēts, magnetoelektriskā, indukcijas, elektrodinamiskā sistēma.
Ar iedarbības metodi
Atkarībā no tā, kā pievads iedarbojas uz kontrolētu indikatoru, ir ierīces:
- tieša darbība - pievads iedarbojas tieši uz vadības ķēdi;
- netieša darbība - ķēdes ietekmē tiek izmantotas palīgierīces.
Kā elektromehānisko ierīču iedarbināšanas elements tiek izmantota aktīvā kontakta sistēma.
Aizsardzības ierīces
Automatizāciju iedarbina pretestības, jaudas un sprieguma svārstības. Pastāv šādu veidu releji:
- maksimālā strāvas aizsardzība - MTZ tiek iedarbināta, kad strāva sasniedz noteikto robežu;
- virziena aizsardzība - papildus strāvai tiek veikta jaudas kontrole;
- diferenciālā aizsardzība - ierīces reaģē, ja strauji mainās iekārtas spriegums vai rodas darbības traucējumi pašā tīklā;
- attālas ierīces - aizsardzība tiek veikta standarta un augstā frekvencē, ja tiek konstatēta pretestības samazināšanās vai īssavienojumi;
- diferenciālo fāžu ierīces - DFZ vadības fāzes no diviem elektrolīnijas galiem.
Vietējos apstākļos ir atļauts izmantot elektromagnētiskā tipa MTZ ierīces.
Apzīmējums uz shēmām
Starptautiskais klasifikators ļauj remontēt vai izgatavot iekārtas. Shēma izceļas ar burtciparu marķieriem:
- taisnstūris ar horizontālām līnijām sānos, apzīmēts ar burtiem A un A1 - solenoīda spole ar barošanas vadiem; dažreiz apzīmēts ar burtu K;
- slēdža kontakti - stabilizatora kontakti;
- taisnstūris ar treknu punktu uz vienas kontakttapas vai burts P attēla iekšpusē ir polarizēta modifikācija;
- taisnstūris ar divām slīpām līnijām - divu tinumu klātbūtne.
Sadzīves releju tipa apzīmējumi norāda arī kontaktu veidu, atvēršanas pazīmes un pašatiestatīšanas klātbūtni.
Lietošanas jomas
Kontakta ierīce tiek izmantota, lai:
- elektriskās sistēmas vadība - jūs varat ievietot pastāvīgu strāvu, maiņstrāvu vai aizsardzības stabilizatoru;
- novēršot sprieguma kritumu ietekmi uz sadzīves tehnikas mezgliem - slēdzis rada stabilu sakaru veidu;
- rūpniecības un ražošanas iekārtu nepārtraukta darbība;
- ikdienas dzīvē izmantojamo elektrisko ierīču automatizācija;
- iegūt vadības signālus ķēdēs.
Komutatoru ir konfigurējis ražotājs, lai tas darbotos noteiktās situācijās.
Stabilizatora prasības
Neatkarīgi no iedarbības, iekļaušanas un aizsardzības veida, izvēloties, jāņem vērā šādi tehniskie parametri:
- reakcijas laiks - laika posms no vadības signāla saņemšanas pie ieejas līdz brīdim, kad tas ietekmē tīkla parametrus;
- komutācijas jauda - pieļaujamā jaudas robeža iekārtai vai tīklam;
- reakcijas jauda - minimālais indikators, pie kura ierīce sāks darboties;
- iestatīšana - mainīgs parametrs, kas norāda izslēgšanās strāvas vērtību.
Mūsdienu ražotāju modeļiem ir vienkāršs dizaina tips vai tie ir aprīkoti ar mikroprocesoriem, vadības sistēmām, sensoriem.
Ievērojot atlases prasības un zinot releja darbības jomu, ir viegli nodrošināt nepārtrauktu barošanas avota darbību sprieguma un jaudas svārstību apstākļos.
