ממסרי בקרת סולנואידים, איך הממסר עובד
ממסר הוא מכשיר חשמלי שנועד להחליף מעגלים חשמליים (לשנות בפתאומיות ערכי פלט) עבור שינויים נתונים בערכי כניסה חשמליים או לא חשמליים.
רכיבי ממסר (ממסרים) נמצאים בשימוש נרחב במעגלי בקרה ואוטומציה מכיוון שניתן להשתמש בהם כדי לשלוט בהספקי פלט גדולים עם אותות כניסה בהספק נמוך; לְמַלֵא פעולות לוגיות; יצירת התקני ממסר רב תכליתיים; לבצע מיתוג של מעגלים חשמליים; לתקן סטיות של הפרמטר המבוקר מהרמה שנקבעה; מבצע את הפונקציות של רכיב זיכרון וכו'.
הממסר הראשון הומצא על ידי ג'יי האמריקאי. הנרי בשנת 1831 ובהתבסס על עקרון הפעולה האלקטרומגנטי, יש לציין שהממסר הראשון לא היה ממסר מיתוג, אלא ממסר המיתוג הראשון הומצא על ידי ה-S האמריקאי.בריז מורס ב-1837, ששימש מאוחר יותר במנגנון טלגרף... המילה ממסר באה מהמילה ממסר באנגלית, שפירושה החלפת סוסי עמוד עייפים בתחנות או העברת השרביט (שרביט) לספורטאי עייף.
סיווג ממסר
ממסרים מסווגים על פי קריטריונים שונים: על פי סוג הכמויות הפיזיות של הקלט שאליהן הם מגיבים; לפי הפונקציות שהם מבצעים במערכות ניהול; לפי תכנון וכדומה. לפי סוג הכמויות הפיזיקליות מבדילים בין חשמל, מכאני, תרמי, אופטי, מגנטי, אקוסטי וכו'. ממסר. יש לציין שהממסר יכול להגיב לא רק לערך של כמות מסוימת, אלא גם להבדלים בערכים (ממסרים דיפרנציאליים), לשינוי בסימן של כמות (ממסרים מקוטבים), או ל- קצב השינוי של כמות קלט.
מכשיר ממסר
ממסר מורכב בדרך כלל משלושה אלמנטים פונקציונליים עיקריים: חוש, ביניים ומנהל.
יסוד תופס (ראשוני) תופס את הכמות המבוקרת והופך אותה לכמות פיזיקלית אחרת.
אלמנט ביניים משווה את הערך של ערך זה עם נקודת ההגדרה וכאשר הוא עובר, מעביר את הפעולה הראשונה לכונן.
מפעיל מעביר את האפקט מהממסר למעגלים המבוקרים. כל האלמנטים הללו יכולים לבוא לידי ביטוי או לשלב זה עם זה.
האלמנט הרגיש, בהתאם למטרת הממסר וסוג הכמות הפיזית אליה הוא מגיב, יכול לקבל עיצוב שונה, הן מבחינת עקרון הפעולה והן מבחינת המכשיר.למשל, בממסר זרם יתר או בממסר מתח, האלמנט הרגיש עשוי בצורת אלקטרומגנט, במתג לחץ - בצורת ממברנה או שרוול, במתג מפלס - בצוף וכו'.
על ידי המכשיר של הכונן, הממסרים מחולקים למגע וללא מגע.
ממסרי מגע פועלים על המעגל המבוקר באמצעות מגעים חשמליים, שמצבם הסגור או הפתוח מאפשר לספק קצר חשמלי מלא או הפרעה מכנית מלאה של מעגל המוצא.
ממסרים ללא מגע משפיעים על המעגל המבוקר באמצעות שינוי פתאומי (פתאומי) בפרמטרים של המעגלים החשמליים במוצא (התנגדות, השראות, קיבול) או שינוי ברמת המתח (הזרם).
מאפייני ממסר
המאפיינים העיקריים של הממסר נקבעים על ידי התלות בין הפרמטרים של המוצא וכמויות הקלט.
המאפיינים העיקריים הבאים של הממסר נבדלים.
1. גודל הפעלת הממסר Xcr - ערך פרמטר ערך הקלט שבו מופעל הממסר. כאשר X < Xav, ערך הפלט שווה ל-Umin, כאשר X ³ Xav, הערך של Y משתנה בפתאומיות מ-Umin ל-Umax והממסר נדלק. ערך הקבלה לפיו מותאם הממסר נקרא נקודת ההגדרה.
2. כוח הפעלת ממסר Psr - ההספק המינימלי שיש לספק לאיבר הקולט כדי להעבירו ממצב מנוחה למצב פעולה.
3. כוח מבוקר Rupr - ההספק שנשלט על ידי רכיבי המיתוג של הממסר בתהליך המיתוג.לגבי הספק הבקרה, מבחינים בין ממסרים למעגלים בעלי הספק נמוך (עד 25W), ממסרים למעגלי הספק בינוני (עד 100W) וממסרים למעגלים בעלי הספק גבוה (מעל 100W), השייכים. לממסרי המתח ונקראים מגע.
4. זמן תגובת ממסר tav — מרווח הזמן מאות Xav לכניסת הממסר ועד לתחילת הפעולה במעגל המבוקר. לפי זמן התגובה, ישנם ממסרים רגילים, מהירים, מושהים וממסרי זמן. בדרך כלל עבור ממסרים רגילים tav = 50 ... 150 ms, עבור ממסרים מהירים tav 1 s.
עקרון הפעולה והמכשיר של ממסרים אלקטרומגנטיים
בשל עקרון הפעולה הפשוט שלו והאמינות הגבוהה, ממסרים אלקטרומגנטיים נמצאים בשימוש נרחב ב מערכות אוטומציה ובתוכניות הגנה על התקנה חשמלית. ממסרים אלקטרומגנטיים מחולקים לממסרי DC ו-AC. ממסרי DC מחולקים לנייטרלי ומקוטב. ממסרים ניטרליים מגיבים באופן שווה לזרם ישר בשני הכיוונים הזורם דרך הסליל שלו, וממסרים מקוטבים מגיבים לקוטביות של אות הבקרה.
פעולתם של ממסרים אלקטרומגנטיים מבוססת על שימוש בכוחות אלקטרומגנטיים הנוצרים בליבת מתכת כאשר זרם עובר דרך סיבובי הסליל שלה. חלקי הממסר מותקנים על הבסיס ומכוסים בכיסוי. אבזור נע (לוח) עם מגעים אחד או יותר מותקן מעל הליבה של האלקטרומגנט. מולם נמצאים המגעים הקבועים הזוגיים המתאימים.
במצב ההתחלתי, העוגן מוחזק על ידי קפיץ. כאשר מתח מופעל, האלקטרומגנט מושך את האבזור, מתגבר על כוחו וסוגר או פותח את המגעים, בהתאם לעיצוב הממסר.לאחר ביטול האנרגיה, הקפיץ מחזיר את האבזור למקומו המקורי. דגמים מסוימים עשויים לכלול רכיבים אלקטרוניים מובנים. זהו נגד המחובר לליפוף הסליל להפעלת ממסר ברורה יותר, או / וקבל מקביל למגעים כדי להפחית קשתות ורעש.
המעגל המבוקר אינו מחובר חשמלית בשום אופן למעגל הבקרה; יתרה מכך, במעגל המבוקר ערך הזרם יכול להיות גבוה בהרבה מאשר במעגל הבקרה. כלומר, ממסרים פועלים למעשה כמגבר לזרם, מתח והספק במעגל חשמלי.
ממסרי AC פועלים כאשר זרם בתדר מסוים מופעל על הסלילים שלהם, כלומר, מקור האנרגיה העיקרי הוא רשת AC. המבנה של ממסר ה-AC דומה לזו של ממסר ה-DC, רק הליבה והאבזור עשויים מיריעות פלדה חשמליות כדי להפחית את הפסדי ההיסטרזיס. זרמי מערבולת.
יתרונות וחסרונות של ממסרים אלקטרומגנטיים
לממסר האלקטרומגנטי יש מספר יתרונות שאין למתחרים מוליכים למחצה:
- יכולת להחליף עומסים של עד 4 קילוואט עם נפח ממסר של פחות מ-10 סמ"ק;
- עמידות בפני עליות דחפים והפרעות הרסניות הנובעות מפריקות ברק וכתוצאה מתהליכי מיתוג בהנדסת חשמל במתח גבוה;
- בידוד חשמלי יוצא דופן בין מעגל הבקרה (סליל) לקבוצת המגעים - התקן האחרון של 5 קילוואט הוא חלום בלתי מושג עבור רוב מתגי המוליכים למחצה;
- נפילת מתח נמוכה על פני מגעים סגורים וכתוצאה מכך ייצור חום נמוך: בעת החלפת זרם של 10 A, ממסר קטן מפזר בסך הכל פחות מ-0.5 W על פני הסליל והמגעים, בעוד ממסר טריאק פולט יותר מ-15 W לאטמוספירה, אשר, ראשית, דורשת קירור אינטנסיבי, ושנית, מחמירה את אפקט החממה על כדור הארץ;
- עלות נמוכה במיוחד של ממסרים אלקטרומגנטיים בהשוואה למתגי מצב מוצק
בשים לב ליתרונות האלקטרומכניקה, נציין גם את החסרונות של הממסר: מהירות פעולה נמוכה, משאב חשמלי ומכני מוגבל (אם כי גדול מאוד), יצירת הפרעות רדיו בעת סגירה ופתיחה של מגעים, ולבסוף, התכונה האחרונה והלא נעימה - בעיות עם מיתוג עומסים אינדוקטיביים ועומסי DC במתח גבוה.
פרקטיקת יישום טיפוסית של ממסרים אלקטרומגנטיים בעלי הספק גבוה הוא מיתוג של עומסים ב-220 וולט AC או 5 עד 24 וולט DC בזרמי מיתוג עד 10-16 A. סרוו), מנורות ליבון, אלקטרומגנטים וצרכנים פעילים, אינדוקטיביים וקיבוליים אחרים של אנרגיה חשמלית בטווח שבין 1 ואט ל-2-3 קילוואט.
ממסרים אלקטרומגנטיים מקוטבים
סוג אחד של ממסר אלקטרומגנטי הוא ממסר אלקטרומגנטי מקוטב. ההבדל העיקרי שלהם מממסרים ניטרליים הוא היכולת להגיב לקוטביות של אות הבקרה.
הסדרה הנפוצה ביותר של ממסרי בקרה אלקטרומגנטיים
ממסר ביניים מסדרת RPL. הממסרים מיועדים לשימוש כרכיבים במתקנים נייחים, בעיקר במעגלי בקרה לכוננים חשמליים במתחים של עד 440 V DC ועד 660 V AC בתדר של 50 ו-60 הרץ.הממסרים מתאימים לפעולה במערכות בקרה בטכנולוגיית מיקרו-מעבד כאשר סליל הסגירה מוקף במגביל מגביל או עם בקרת תיריסטור. במידת הצורך, ניתן להתקין אחד מהאפשרויות הבאות על ממסר הביניים. תוספים PKL ו-PVL… זרם נומינלי של המגעים - 16A
סדרת ממסר ביניים RPU-2M. ממסרי ביניים RPU-2M מיועדים לפעולה במעגלים חשמליים לבקרה ואוטומציה תעשייתית של זרם חילופין עם מתח עד 415V, תדר 50Hz וזרם ישר עם מתח עד 220V.
סדרת ממסר RPU-0, RPU-2, RPU-4. ממסרים מיוצרים עם סלילי איסוף DC עבור מתחים 12, 24, 48, 60, 110, 220 וולט וזרמים של 0.4 - 10 A וסלילי איסוף AC עבור מתחים 12, 24, 36, 110, 127, 220, 2430, 380 וזרמים 1 - 10 A. ממסר RPU-3 עם סלילי אספקה DC - עבור מתחים 24, 48, 60, 110 ו-220 וולט.
ממסרי ביניים מסדרת RP-21 מיועדים לשימוש במעגלי בקרה של כוננים חשמליים בזרם חילופין במתח של עד 380V ובמעגלי DC במתח של עד 220V. ממסרי RP-21 מצוידים בשקעים להלחמה, לדין. מסילה או בורג.
המאפיינים העיקריים של ממסר RP-21. טווח מתח אספקה, V: DC - 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 AC עם תדר של 50 הרץ - 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 AC עם תדר של 60 הרץ - 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 מתח מעגל מגעים מדורג, V: ממסר DC - 12 ... 220, ממסר AC - 12 ... 380 זרם נקוב - 6.0 A כמות מגעים סגורה . / מנוחה / מתג — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 עמידות מכנית — לפחות 20 מיליון מחזורים.
ממסר DC אלקטרומגנטי מסדרת RES-6 כממסר ביניים עם מתח 80 - 300 וולט, זרם מיתוג 0.1 - 3 A
הוא משמש גם כסדרת ביניים של ממסרים אלקטרומגנטיים RP-250, RP-321, RP-341, RP-42 ועוד מספר אחרים שיכולים לשמש כממסר מתח.
כיצד לבחור ממסר אלקטרומגנטי
מתחי ההפעלה והזרמים בסליל הממסר חייבים להיות בערכים המותרים. ירידה בזרם ההפעלה בסליל מביאה לירידה באמינות המגע ולעלייה בחימום יתר של הסליל, ירידה באמינות הממסר בטמפרטורה החיובית המקסימלית המותרת.אפילו אספקה קצרת טווח. עם מתח הפעלה מוגבר לסליל הממסר אינו רצוי, שכן הדבר גורם למתחי יתר מכניים בחלקים מהמעגל המגנטי וקבוצות המגעים, ומתח היתר החשמלי של הסליל בעת פתיחת המעגל עלול לגרום להתמוטטות בידוד.
בעת בחירת אופן הפעולה של מגעי ממסר, יש צורך לקחת בחשבון את הערך והסוג של הזרם המותג, אופי העומס, המספר הכולל ותדירות המיתוג.
בעת החלפת עומסים פעילים ואינדוקטיביים, הקשה ביותר עבור המגעים הוא תהליך פתיחת המעגל, מכיוון שבמקרה זה, עקב היווצרות פריקת קשת, מתרחשת הבלאי העיקרי של המגעים.
כיצד לגלגל לאחור את פיתולי הסלילים של מכשירים חשמליים לסוג אחר של זרם