В целях устранения пагубного влияния ЭДС самоиндукции применяются искрогасящие цепи, устанавливаемые параллельно контактам реле или параллельно нагрузке.
Не вдаваясь в физику переходных процессов рассмотрим наиболее действенные и широко применяемые искрогасящие цепи постоянного и переменного тока.
Кремниевый диод включается параллельно индуктивной нагрузке, при замыкании контактов и в установившемся режиме не оказывает никакого воздействия на работу схемы. При отключении нагрузки возникает напряжение самоиндукции, обратное по полярности рабочему напряжению, диод открывается и шунтирует индуктивную нагрузку. Диоды наиболее эффективно предохраняют контакты реле от обгорания и являются лучшим решением, по сравнению с любыми другими схемами искрогашения. Такой способ применим и к сигнализаторам с транзисторным выходом.
Правила выбора обратного диода:
RC-цепь является наиболее дешёвым и широко применяемым средством защиты цепей как переменного, так и постоянного тока.
В отличие от диодных схем, RC-цепи можно устанавливать как параллельно нагрузке, так и параллельно контактам реле. В некоторых случаях нагрузка физически недоступна для монтажа на ней искрогасящих элементов, и тогда единственным способом защиты контактов остается шунтирование контактов RC-цепями.
Проще всего пользоваться универсальной номограммой. По известным значениям напряжения источника питания U и тока нагрузки I находят две точки на номограмме, после чего между точками проводится прямая линия, показывающая искомое значение сопротивления R. Значение емкости С отсчитывается по шкале рядом со шкалой тока I. Номограмма дает разработчику достаточно точные данные, при практической реализации схемы необходимо будет подобрать ближайшие стандартные значения для резистора и конденсатора RC-цепи.
RC-цепь, подключаемая параллельно нагрузке:
Применяется там, где нежелательна или невозможна установка RC-цепи параллельно контактам реле. Для расчета предлагаются следующие ориентировочные значения элементов:
Приведенные значения R и С не являются оптимальными. Если требуется максимально полная защита контактов и реализация максимального ресурса реле, то необходимо провести эксперимент и опытным путем подобрать резистор и конденсатор, наблюдая переходные процессы с помощью осциллографа.
Для защиты выходных транзисторных каскадов сигнализаторов RC-цепь подключают параллельно нагрузке.
| Техотдел компании РусАвтоматизация
Дата публикации статьи: 2016-11-28 |
|
||||
| Хотите сохранить эту статью? её в формате PDF |
Остались вопросы? Обсудите эту статью на |
Хочешь читать статьи первым, подписывайся на наш канал в Яндекс.Дзен |
|||
Реле
-это электромагнитные или полупроводниковые приборы для коммутации сигналов большой мощности управляющим сигналом малой мощности. По типологии подразделяются на электромагнитные, герконовые и твердотельные реле. Также к этой группе относятся герконы, контакторы и колодки, а также цоколи для реле.
Электромагнитные реле
- подразделяются главным образом по мощности (сигнальные и силовые реле), по напряжению на катушке (от 5 до 220В), по току на контактах, по группе контактов (замыкания, размыкания, переключения) и количеству групп контактов. Дополнительно среди одинаковых по прочим группам реле могут быть варианты повышенной экономичности (меньшим током потребляемым катушкой) и повышенной токовой нагрузкой (золотыми или иными покрытиями повышающими износостойкость контактов реле и максимальный ток реле). Силовые реле могут иметь дополнительные опции, например индикацию включения светодиодом или ручное переключение контактов кнопкой. Основные производители TTI
и Tyco
.
Герконовые реле
- особый тип электромагнитных реле в которых контактная группа находится внутри герметичной трубки на которой размещена управляющая катушка. Эта конструкция позволяет увеличить экономичность реле и ресурс его работы за счет того что процесс замыкания-размыкания происходит в вакууме. Недостатком этих реле является меньшее количество контактных групп (максимум две) и меньшая коммутируемая мощность (до единиц ампер), делающая этот прибор в основном сигнальным, а не силовым. Герконовые реле в большинстве случаев монтируются пайкой на печатную плату. Конструктивно некоторые из них идентичны интегральным микросхемам в корпусах DIP или SIP. Основные производители TTI
и Старт
.
Герконы
- это магнитно-управляемые контакты идентичные применяемым в герконовых реле, предназначенные для управления постоянным магнитным полем на расстоянии, в большинстве случаев в устройствах автоматики и охранных системах. Герконы имеют одну группу контактов на размыкание, замыкание или переключение на ток от сотен миллиампер до единиц ампер при напряжении от единиц вольт до 250 вольт. Герконы для охранных систем могут быть размещены в пластиковые корпуса для удобства монтажа, и укомплектованы магнитами для срабатывания в аналогичных корпусах. Основные производители TTI
и РЗМКП
.
Контакторы
- мощные электромагнитные приборы для коммутации сигналов электрического тока, импульсами напряжения 220В (в некоторых случаях 12 или 24). Могут одновременно коммутировать как одну так и две или три фазы электрического тока. Отличаются повышенной ремонтопригодностью, для чего их конструкция состоит из нескольких модулей: контактной группы, катушек (в том числе на разное напряжение) и сердечника (состоящего из подвижной и неподвижной частей). Наряду с электромагнитными контакторами сейчас существуют твердотельные, представляющий собой блок из нескольких твердотельных реле. Основные производители Электроконтактор
и Epcos
.
Твердотельные реле
- сигнальные или силовые оптоэлектронные приборы, основанные на оптопаре, входной цепью светодиодом и стабилизатором напряжения, расширяющим диапазон входных напряжений и выходную цепь, состоящую из мощного силового полупроводникового прибора-тиристора, полевого или биполярного транзистора. В зависимости от этих элементов, твердотельное реле может иметь управление постоянным или переменным током (или напряжением) и коммутируемую цепь постоянного или переменного тока. Дополнительная индикация срабатывания на твердотельных реле производится включением параллельно входу красного светодиода.
Твердотельные реле малой мощности могут быть в интегральном исполнении, корпусах типа DIP или SIP, средней мощности в корпусах типа ТО3 и ТО220, в том числе с интегрированным радиатором. Твердотельные реле большой мощности имеют собственный модульный корпус-блок с винтовым подключением входных и выходных цепей и креплением в специализированный радиатор-охладитель.
Основные производители мощных твердотельных реле - Протон
и Crydom
, реле средней мощности - Cosmo
и Crydom
, малой мощности - Протон
и International Rectifier
.
Посмотреть и купить товар вы можете в наших магазинах в городах: Москва, Санкт-Петербург, Волгоград, Воронеж, Екатеринбург, Ижевск, Казань, Калуга, Краснодар, Красноярск, Минск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Пермь, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Тверь, Тула, Тюмень, Уфа, Челябинск. Доставка заказа почтой, через систему доставки Pickpoint или через салоны «Евросеть» в следующие города: Тольятти, Барнаул, Ульяновск, Иркутск, Хабаровск, Ярославль, Владивосток, Махачкала, Томск, Оренбург, Кемерово, Новокузнецк, Астрахань, Пенза, Липецк, Киров, Чебоксары, Калининград, Курск, Улан-Удэ, Ставрополь, Сочи, Иваново, Брянск, Белгород, Сургут, Владимир, Нижний Тагил, Архангельск, Чита, Смоленск, Курган, Орёл, Владикавказ, Грозный, Мурманск, Тамбов, Петрозаводск, Кострома, Нижневартовск, Новороссийск, Йошкар-Ола и др.
Товары из группы «Реле» вы можете купить оптом и в розницу.
Помехоподавляющая RC-цепочка (сетевой снаббер, сетевой демпфер, RC SNUBBER NETWORKS, RC element) – это устройство, используемое для подавления выбросов напряжения (Surge suppressors) в электрических цепях, устройство гашения импульсных перенапряжений.
Применение RC-цепочек сглаживает и ограничивает коммутационные перенапряжения на элементах схем релейного управления, снижает искрообразование на контактах управляющего реле и тем самым увеличивает его коммутационный ресурс. Предотвращение или сведение к минимуму искрения в контактах реле снижает интенсивность электромагнитного излучения, генерируемого в моменты коммутации, что обеспечивает необходимую помехоустойчивость при работе чувствительных электронных схем.
RC-цепочка состоит из соединенных последовательно конденсатора и резистора. Конденсатор должен поглощать энергию импульсов тока и напряжения и обеспечивать защиту от потенциалов, генерируемых индуктивностью в процессе отключения и дребезга контактов. Диэлектрик конденсатора, используемого в снабберной цепи должен выдерживать величину перенапряжения. Резистор должен быть безындуктивного типа для обеспечения высокого быстродействия снаббера и проведения тока импульсной помехи. Искровые разряды и индуцированные шумы, возникающие при коммутации, должны эффективно поглощаться RC-цепочкой.
При управлении электромагнитными устройствами, имеющими значительную индуктивность (например, соленоиды электромагнитных клапанов, катушки электромагнитных пускателей, реле и контакторов), рекомендуется применять помехоподавляющие RC-цепочки в соответствии со схемой, приведенной на рис.1.
Рис. 1. Включение помехоподавляющей RC-цепи в схему управления контакторами. а) схема без RC-цепочки; б) схема с подключенной RC-цепочкой
Подробные осциллограммы, снятые в схеме управления реального АВР приведены ниже на рисунках.
На рис. 2 приведена осциллограмма напряжения 220 В на катушке управляющего реле в схеме без помехоподавляющей RC-цепи, в соответствии с рис. 1а. В схеме использован контактор АВВ ESB 20-11 Выброс напряжения при отключении контактов управляющего реле составил +2200 В (1 дел.=1000 В).
Рис. 2. Оосциллограмма напряжения на катушке управляющего реле в схеме без помехоподавляющей RC-цепи.
На рис. 3 приведена осциллограмма напряжения 220 В на катушке управляющего реле в схеме с установленной помехоподавляющей RC-цепочкой, в соответствии с рис. 1б. В схеме использован контактор АВВ ESB 20-11 Выброс напряжения при отключении контактов управляющего реле отсутствует (1 дел.=1000 В).
Рис. 3. Осциллограмма напряжения на катушке управляющего реле в схеме с установленной помехоподавляющей RC-цепочкой.
Рис. 4. Способ подключения RC-цепи к контактору
Примечание. Применение помехоподавляющей RC-цепочки с указанными параметрами приводит к незначительному увеличению времени отключения контактора/магнитного пускателя. Эта задержка составляет от 0,05 до 0,015 с, в зависимости от типа контактора. В большинстве применений увеличением задержки можно пренебречь.
Неправильный подбор параметров помехоподавляющей RC-цепи на катушке приводит к замедлению работы контактора в определенных режимах работы и еще большему дребезгу его силовых контактов.
RC цепочки:
По материалам: wel.net.ua
Применяется там, где нежелательна или невозможна установка RC-цепи параллельно контактам реле. Для расчета предлагаются следующие ориентировочные значения элементов:
С = 0,5 ... 1 мкф на 1 А тока нагрузки;
R = 50...100% от сопротивления нагрузки.
После расчета номиналов R и С необходимо проверить возникающую при этом дополнительную нагрузку контактов реле при переходном процессе (заряде конденсатора), как это было описано выше.
Приведенные значения R и С не являются оптимальными. Если требуется максимально полная защита контактов и реализация максимального ресурса реле, то необходимо провести эксперимент и опытным путем подобрать резистор и конденсатор, наблюдая переходные процессы с помощью осциллографа.
Достоинства RC-цепи параллельно нагрузке:
хорошее подавление дуги, нет токов утечки в нагрузку через разомкнутые контакты реле.
Недостатки:
при токе нагрузки более 10 А большие значения емкости приводят к необходимости установки относительно дорогих и больших по габаритам конденсаторов, для оптимизации схемы желательна экспериментальная проверка и подбор элементов.
На фотографиях показаны осциллограммы напряжения на индуктивной нагрузке в момент размыкания питания без шунтирования (рис. 33) и с установленной RC-цепью (рис. 34). Обе осциллограммы имеют вертикальный масштаб 100 вольт/деление.
Специального комментария здесь не требуется, эффект от установки искрогасящей цепи виден сразу. Бросается в глаза процесс генерации высокочастотной высоковольтной помехи в момент размыкания контактов, к этому явлению мы еще вернемся при анализе ЭМС реле.
Фотографии взяты из университетского отчета по оптимизации RC-цепей, установленных параллельно контактам реле. Автор отчета провел сложный математический анализ поведения индуктивной нагрузки с шунтом в виде RC-цепи, но в итоге рекомендации по расчету элементов были сведены к двум формулам:
Рисунок 33
Отключение индуктивной нагрузки вызывает очень сложный переходный процесс
Рисунок 34
Правильно подобранная защитная RC-цепочка полностью устраняет переходный процесс
где С - емкость RC-цепи, мкф, I - рабочий ток нагрузки. А;
R = Ео/(10*I*(1 + 50/Ео))
где Ео - напряжение на нагрузке. В, I - рабочий ток нагрузки. А, R - сопротивление RC-цепи, Ом.
Ответ: С = 0,1 мкф, R = 20 Ом. Эти параметры отлично согласуются с номограммой, приведенной ранее.
В заключение познакомимся с таблицей из этого же отчета, где приведены практически измеренные напряжение и время задержки для различных ис-крогасящих цепей. В качестве индуктивной нагрузки служило электромагнитное реле с напряжением катушки 28 VDC/1 W, искрогасящая цепь устанавливалась параллельно катушке реле.
