Relè intermedio: come funziona, marcatura e tipi, aspetti della regolazione e del collegamento

La maggior parte degli schemi elettrici viene sviluppata e utilizzata in sistemi a bassa tensione. Lo scopo principale di questo tipo di schemi è la trasformazione dei segnali in ingresso secondo un algoritmo di azione predefinito.

Per l'isolamento galvanico dei circuiti a bassa tensione e di tensione nominale più elevata, si utilizza un relè intermedio. Grazie alle dimensioni ridotte e all'affidabilità, questi dispositivi sono ampiamente diffusi in vari settori.

Scopo e funzioni del dispositivo

Questo tipo di interruttore è un elemento ausiliario nel circuito elettrico. La multifunzionalità dei modelli consente di utilizzarli in schemi automatizzati, di protezione e di regolazione.

Viene utilizzato nei casi in cui è necessario chiudere o aprire simultaneamente più circuiti elettrici autonomi, in altre parole – la moltiplicazione dei canali portatori di corrente.

Schema di collegamento del pulsante di emergenza dell'auto: tramite una linea di contatto del relè elettromagnetico è possibile disattivare l'interruttore, e tramite la seconda riprodurre un avviso acustico nel blocco dell'allarme.

Il contattore può essere utilizzato anche come regolatore di un relè più potente, grazie al quale viene effettuata la commutazione di un circuito ad alta tensione.

Prendiamo, ad esempio, una situazione: è necessario alimentare la bobina di un interruttore, dove il valore istantaneo massimo della forza elettromotrice all'accensione è di 63 A. Tuttavia, non è possibile eseguire questo compito utilizzando un singolo apparecchio elettromagnetico.

Pertanto, inizialmente è necessario alimentare la bobina del nucleo del dispositivo di separazione, utilizzando i propri collegamenti, attivare un contattore di maggiore potenza, a cui sarà affidato il compito di commutare una maggiore quantità di energia elettrica.

Inoltre, il componente può essere utilizzato per creare un ritardo artificiale dell'azione del relè di protezione o, come si dice, per formare un intervallo di tempo.

Struttura costruttiva dell'apparecchio

I dispositivi elettromagnetici sono collegati a un circuito elettrico che controlla o regola i prodotti collegati a un'unità di potenza, per la conversione. L'attivazione può avvenire tramite l'influenza di vari fattori: alimentazione elettrica, energia luminosa, pressione idrostatica o del gas.

Costruzione del relè elettromagnetico: 1 – molla; 2 – ancora mobile; 3 – asta ferromagnetica (nucleo); 4 – bobina; 5 – base; 6 – uno o più contatti fissi; 7 – organo esecutivo

Secondo gli standard, il più semplice dispositivo di contatto è coordinato da tre sezioni principali: sensore, intermedio e attuatore. Ognuna di esse è rappresentata da un meccanismo individuale responsabile di azioni specifiche nel sistema di commutazione.

L'elemento primario, detto sensibile, reagisce al parametro in ingresso e lo trasforma in una grandezza fisica necessaria per il funzionamento del contattore.

Tale meccanismo sensore è realizzato in una bobina elettromagnetica con nucleo – nello schema è indicato con il numero 4. A seconda della rete, ad esso può essere collegata una tensione alternata o continua.

L'anello intermedio inizia un'analisi comparativa del valore trasformato con il modello di riferimento. Non appena viene raggiunto il valore impostato, il nodo trasmette il segnale dal meccanismo sensore all'attuatore. Questa sezione è composta da molle di contrasto (1) e smorzatori.

Gli elementi smorzatori nel contattore vengono utilizzati per eliminare le oscillazioni dei segmenti mobili, mentre nel relè temporizzatore – per garantire l'intervallo di tempo necessario.

Nella parte operativa, tramite le linee di commutazione (6) situate sul corpo sopra la morsettiera, viene esercitata un'influenza sulla linea secondaria e i contatti si chiudono.

Principio di funzionamento del contattore

L'algoritmo di funzionamento di questo tipo di relè si basa sull'uso di forze elettrodinamiche generate nel materiale ferromagnetico durante il passaggio dell'elettricità attraverso la spirale delle spire del filo isolato della bobina.

In base alle caratteristiche tecniche del commutatore e al numero di collegamenti di contatto in esso presenti, l'ancora li chiude o li apre.

La posizione iniziale della piastra a L (ancora) è fissata da una molla. Fornendo corrente al magnete, l'ancora, con il contatto di commutazione su di essa, supera le forze della molla e viene attratta verso il campo magnetizzato.

Durante lo spostamento, il codolo situato sul piano del contatto aggancia lo schema di contatto inferiore, spostandolo verso il basso. Se l'alimentazione elettrica sulla bobina viene interrotta, la molla tira indietro il giogo e il dispositivo riprende la sua forma originale.

Consideriamo, con un esempio, come funziona un relè di tipo elettromagnetico in un'automobile.

Se lo si collega a un motore asincrono trifase, verranno eseguite le seguenti azioni:

1. Avvio – attivazione dell'allarme.
2. Scatto dell'avviatore.
3. Chiusura dell'ultima coppia di contatti, con conseguente avvio del meccanismo del motore.

Inoltre, è proprio il relè a essere responsabile dello spegnimento del motore in caso di interruzione dell'inversione. In questo modo si elimina il problema dell'arresto improvviso del motore.

Per riconoscere il tipo di contattore elettromagnetico in produzione, vengono utilizzati valori di marcatura costituiti da un insieme di lettere e numeri applicati sul dispositivo.

È inoltre importante sapere che il relè elettromagnetico può essere dotato di più gruppi di contatti di regolazione. Il numero di questi dipende interamente dalla destinazione d'uso del modello specifico del dispositivo.

Varietà di interruttori intermedi

I contattori di tipo intermedio scaricano i dispositivi attuatori principali. Altrimenti le condizioni di spegnimento dell'arco diventerebbero più severe, rendendo non redditizia la produzione, ad esempio, di fonti di energia così potenti come le centrali termoelettriche (TES).

Metodi di attivazione utilizzati

La classificazione dei commutatori elettromagnetici viene effettuata in base alle caratteristiche e proprietà principali, ovvero:

• per metodo di attivazione;
• caratteristiche costruttive – numero e tipo di avvolgimenti, nonché quantità, stato e potenza delle linee di contatto;
• per principio di funzionamento;
• per tempo di intervento e ritorno alla posizione iniziale.

In base alla destinazione d'uso, i contattori vengono prodotti con avvolgimento di tensione o di corrente, oppure con entrambe le varianti contemporaneamente. Si distinguono due metodi unificati di collegamento.

Il dispositivo elettromagnetico deve attivarsi non solo in modalità di funzionamento standard dell'alimentatore, ma anche in presenza di valori anomali, operando per ridurre la corrente fino al 40%.

Il primo tipo di collegamento è in serie. Il dispositivo è collegato in serie nelle sezioni degli avvolgimenti di altri dispositivi e funziona con la corrente che scorre lungo il circuito di questa catena.

Il successivo è in derivazione (shunt). Si attiva sui valori nominali di tensione della sorgente di corrente operativa.

Caratteristiche costruttive dell'apparecchio

Le caratteristiche del dispositivo prevedono modelli con un avvolgimento di tensione o corrente (RP-23, RP-252), due (RP-11) e, raramente, tre.

I relè per corrente continua (RP-23) sono prodotti per i seguenti valori nominali di tensione: 12, 24, 48, 110 e 220 V, quelli per corrente alternata (RP-24) per 127, 220 e 380 V.

Dispositivo RP-23: elettromagnete con avvolgimento, armatura con codolo, contatti fissi e mobili, molla, lamiera di regolazione. Il contattore è montato su una base e chiuso da un involucro.

I commutatori dei tipi RP-23 e RP-24 sono progettati per funzionare con corrente galvanica e dispongono di 5 linee di contatto, che possono essere utilizzate in diverse combinazioni. Le differenze tra loro risiedono nella loro struttura.

Il secondo tipo di dispositivi è dotato di un indicatore meccanico di sgancio integrato. La loro potenza assorbita alla tensione di base è di 6 W. Le serie RP-25 e RP-26 funzionano esclusivamente in corrente alternata e sono strutturate in modo analogo ai dispositivi precedenti.

L'elemento aggiuntivo è una spira in cortocircuito sul nucleo con bobina, progettata per eliminare le vibrazioni della parte mobile del meccanismo. La loro energia consumata è la stessa – 10 W.

Recentemente, la ZAO ChEAZ (fabbrica di apparecchi elettrici a Ceboksary) ha riorientato la produzione verso modelli modernizzati, sostituendo le modifiche sopra menzionate. Si tratta dei commutatori RP16-1 (corrente galvanica) e RP16-7 (corrente alternata), dotati di due gruppi di contatti di apertura e quattro di chiusura.

Il distributore di nuova generazione RP16-7 è progettato per l'inserimento in circuiti selettivi di potenza, protezione e automazione per la commutazione del carico elettrico.

I dispositivi periferici a due e tre avvolgimenti vengono solitamente utilizzati in diversi casi.

Esaminiamo quali compiti risolvono e quale tipo di dispositivo sarà necessario:

1. In caso di necessità di attivazione della modalità operativa tramite corrente e mantenimento tramite tensione, ad esempio la serie RP-232 con avvolgimento di lavoro a una spira.
2. Se è necessario che il dispositivo agisca in base alla tensione e si astenga dall'elettricità — RP-233 con due spire di mantenimento di corrente.

Allo stesso modo, in sostituzione dei contattori sopra descritti, ChEAZ introduce nuovi modelli RP-16-2 – RP16-4 e RP17-1 – RP17-5.

Principio di funzionamento degli interruttori

I dispositivi di contatto sono utilizzati nel settore delle comunicazioni e dell'automazione. In base al principio di funzionamento, si dividono in tipi neutro e polarizzato (a impulsi).

La differenza principale tra loro è che nei primi lo spostamento dell'ancora non dipende dalla polarità del segnale di comando, mentre nei secondi, al contrario, dipende direttamente dalla direzione del movimento delle particelle cariche nell'avvolgimento.

Gli interruttori neutri hanno la struttura più semplice, composta da due sistemi: contatto e magnetico. Nel gruppo di contatti ci sono due contatti fissi e un contatto mobile generalizzato. Il nodo magnetico è costituito da ancora, elettromagnete e giogo.

Schema del relè elettromagnetico di tipo neutro: c) con ancora attratta all'interno della bobina. Se il segnale di comando si trova alla massima distanza – l'ancora è lontana dal nucleo – una coppia di contatti è chiusa, l'altra è aperta.

Inoltre, i relè elettromagnetici sono suddivisi in base al tipo di movimento dell'armatura: angolare (a galleggiante) e a trascinamento. Per ridurre le forze resistive del canale d'aria magnetico tra la piastra mobile e il nucleo. Quest'ultimo è dotato di un puntale polare.

Tali circuiti elettrici a relè sono utilizzati nei sistemi di controllo di macchine utensili e macchinari industriali. Il RES-6 è uno dei rappresentanti dei contattori a bassa corrente di classe neutrale. Il dispositivo può essere del tipo bistabile o monostabile. La sua tensione nominale di funzionamento è 80-300 V, corrente di commutazione – 0,1-3 A.

La categoria degli impulsi è composta da sistemi simili. Tuttavia, la parte magnetica dei relè a impulsi è inoltre dotata di due aste con avvolgimento, oltre a una barra di contatto e un magnete permanente che crea un flusso polarizzante.

Grazie a questo tipo di alimentazione, la direzione della forza elettromagnetica che agisce sull'armatura varia in base alla direzione del flusso di forza nella bobina.

La struttura del relè polarizzato IMSh1-0,3: bobina, magnete permanente con estensioni polari e piastra, supporto, molla, linee di collegamento. L'aumento della velocità di risposta del dispositivo si ottiene grazie al materiale del nucleo: lamiera di acciaio.

I contattori IMSh1-0,3 sono ampiamente utilizzati come meccanismi di relè di percorso negli schemi di protezione impulsiva (RZ) a corrente galvanica. L'IMVSh-110 viene impiegato nei circuiti a corrente alternata. Tecnicamente, è composto da un ponte a diodi che converte le forze alternate in un valore costante.

Tempo di intervento e di ritorno

Il tempo di attivazione del meccanismo intermedio (t di attrazione) – il periodo dal momento in cui viene ricevuto il comando di attivazione fino all'inizio dell'aumento dei parametri di uscita. Questo valore dipende interamente dalle caratteristiche costruttive del relè, dallo schema di collegamento e dal segnale di ingresso.

Il tempo di disattivazione (t di rilascio) – l'intervallo dall'invio del segnale di spegnimento fino al raggiungimento del valore minimo del parametro di uscita.

Schema del blocco di ritardo all'attivazione del relè RP18. Il processo di ritardo è garantito da circuiti a semiconduttore, alle cui uscite sono collegati gli avvolgimenti del relè.

A questo tipo di relè sono imposti requisiti maggiori in termini di velocità di risposta.

In base all'intervallo di tempo di attivazione, i dispositivi sono classificati come segue:

• rapidi – tempo di ritardo all'attrazione e al rilascio fino a 0,03 s (ad esempio, REP37-13, RP 17-4M);
• normali – 0,15–0,20 s (serie RE);
• lente – 1,0-1,5 s (NMM4-250, NMM4-500);
• temporizzate – oltre 1,5 s (RP18-2-RP18-5).

Sul mercato queste varianti sono offerte da diversi produttori. Pertanto, a seconda della marca, la costruzione del relè può variare leggermente. Tuttavia, grazie alla marcatura applicata sul dispositivo, è possibile determinare con precisione i parametri del prodotto.

Cosa rivela la marcatura?

Nella marcatura dei contattori è indicato un set completo di dati sulla funzione e le caratteristiche costruttive, comprese le informazioni sull'esecuzione climatica.

Decodifica del modello TKE520DG: dispositivo con bobina ritardata fino a 30 V e contatti fino a 5 A, con due contatti di chiusura, il design prevede un funzionamento a lungo termine, sigillato ermeticamente.

Esaminiamo in dettaglio la struttura della designazione convenzionale sull'esempio di PE41(N) (*)(*)(*)(*)(*)/(*)(*)(*)(*)5:

1. REP — relè elettromagnetico intermedio.
2. 37 (N) – numero di sviluppo.
3. (*) — designazione del tipo di corrente nel circuito della bobina di eccitazione: 1 — corrente continua; 2 — corrente alternata.
4. (*) — tipo di ritardo: 1 — ritardato all'inserimento; 2 — ritardato al disinserimento.
5. (*) — valore basato sul numero di avvolgimenti;
6. (*)(*) — valore numerico dei contatti di chiusura e di apertura;
7. (*)(*) — tensione o corrente dell'avvolgimento di potenza: continua (D) e alternata (A);
8. (*)(*) — designazione della forza elettrica degli avvolgimenti di mantenimento;
9. (*) — tipo e tecnologia di collegamento delle linee conduttrici posteriori: 1 – con lamelle per saldatura; 2 – montaggio con fissaggio a vite; 3 – fissaggio con morsetti a morsettiera estraibile.
10. (*)5 — allestimento climatico e categoria di installazione secondo GOST: UCh — moderatamente freddo; V — per tutti i climi.

Quando si sceglie il modello necessario del dispositivo di commutazione, si prendono in considerazione non solo i suoi parametri elettrotecnici, ma anche l'ambiente in cui funzionerà.

La scelta del contattore viene effettuata in base alle caratteristiche richieste: tensione di alimentazione (V), potenza consumata (W), corrente commutata (A), gruppi di contatti, tempo di intervento (s), dimensioni.

Nonostante l'alta qualità prevista del commutatore, il principale svantaggio risiede nel sistema di contatti. Si presume che un gruppo di contatti pulito possa trovarsi solo in condizioni di vuoto ermetiche. Se invece agisce il principale fattore negativo – il contatto con l'aria – su di essi inizia a formarsi una pellicola di ossido.

Sfumature del collegamento e della regolazione

Dopo l'installazione del meccanismo intermedio, è necessario collegarlo allo schema elettrico. A tal fine verranno utilizzati i contatti della bobina e ulteriori elementi di collegamento. Di solito, nel dispositivo sono presenti diverse coppie di contatti: NO – normalmente aperti e normalmente chiusi (NC).

Distribuzione dei gruppi nello schema elettrico presentato: 10-11 – contatti normalmente chiusi; 11-12 – contatti normalmente aperti; contatti 1 (fase) – 3 (neutro) – tensione di alimentazione del relè

Nella prima posizione si presuppone la completa assenza di segnale sulla bobina. Poiché non ha polarità, la connessione interna del gruppo di contatti può essere eseguita in ordine casuale.

Per il collegamento del meccanismo di panoramica, consideriamo le indicazioni schematiche. La tensione prevista nella bobina può essere: 12, 24 o 220 V.

Schema elettrico dell'apparecchio senza collegamento alla rete. La sua installazione viene effettuata in schemi di controllo e automazione. La sua posizione – tra l'attuatore principale e la sorgente del comando.

Analizzeremo la regolazione dell'avviatore elettronico sull'esempio del modello più diffuso RP-23.

Il processo si compone delle seguenti fasi:

1. Verificando la tensione di avviamento e di ritorno con l'alimentazione della fonte di corrente galvanica alla bobina, si effettua una regolazione graduale.
2. Al momento dell'attrazione dell'ancora, il gruppo mobile del sistema deve avere una corsa comune di 0,1-1,5 mm. Mediante la flessione del gambo sulla piastra a L si esegue la procedura di correzione.
3. Tra il contatto attivo e quello inattivo, il livello del traferro viene impostato nell'intervallo di 1,5-2,5 mm. La regolazione della flessione viene eseguita premendo la squadra dei contatti fissi e l'arresto superiore del sistema mobile.
4. Nella posizione finale dell'ancora (chiusura), l'affondamento dei contatti inattivi sarà di 0,3-0,4 mm.
5. Al centro del piano, i contatti mobili e fissi devono coincidere. La correzione viene eseguita spostando la piastra e la staffa di guida.

Con lo stesso metodo viene riprodotta anche la regolazione dei parametri del relè RP-25, tuttavia si esclude il traferro tra la bobina con nucleo e l'ancora nello stato attratto.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il principio di funzionamento del relè elettromagnetico, i luoghi di impiego, e anche i principali indicatori di affidabilità degli apparecchi vengono esaminati. Maggiori dettagli nel video:

Dopo aver scelto il modello necessario del dispositivo, si procede al suo collegamento e alla sua regolazione. Le principali sfumature sono descritte nel video presentato:

Gli sviluppi tecnologici delle costruzioni dei relè intermedi sono sempre stati orientati alla riduzione di massa e ingombri, nonché all'aumento del grado di affidabilità e della facilità di montaggio degli apparecchi. Di conseguenza, i piccoli contattori sono stati collocati in un involucro ermetico, riempito con ossigeno compresso o con aggiunta di elio.

Grazie a ciò, gli elementi interni hanno una maggiore durata operativa, eseguendo ininterrottamente tutti i comandi incorporati.

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