Cewki przekaźników i ich właściwości

Przekaźnik R15-2P

Najbardziej znaną grupą produktów firmy są przekaźniki elektromagnetyczne. Wyroby te są powszechnie stosowane w automatyce i przemyśle elektrotechnicznym - można wręcz stwierdzić, że nowoczesna automatyka i elektrotechnika nie istniałyby bez nich.

Każdy przekaźnik elektromagnetyczny można umownie podzielić na dwie części: układ wejściowy i sterujący oraz układ wyjściowy, czyli zespół stykowy. Przekaźniki służą do:

• zapewnienia separacji galwanicznej pomiędzy elementami sterującymi, a obwodem zasilania,
• zwiększenia obciążalności obwodu wyjściowego,
• sterowania za pomocą jednego obwodu sterującego kilkoma obwodami wyjściowymi, które mogą mieć różne napięcia i obciążenia,
• separacji obwodów wyjściowych.

Cewka - obwód wejściowy

Cewka przekaźnika R15-2P

Cewka stanowi podstawowy element przekaźnika i służy do przekształcania energii elektrycznej w mechaniczną. Bardzo ważny jest więc jej poprawny dobór do aplikacji. Podstawowymi parametrami są w tym przypadku: napięcie znamionowe, rezystancja i pobór mocy. Relpol w bardzo czytelny sposób zamieszcza te informacje w swoich kartach katalogowych.

Zawarte w tabeli 1 oznaczania dotyczącą następujących parametrów cewek przekaźników R15:

• Kod cewki - jest on intuicyjny i łatwy do zapamiętania. Cyfra 1 na początku oznacza napięcie DC, z kolei 5 to napięcie AC. Pozostałe trzy cyfry informują o wartości napięcia.
• Druga kolumna zawiera wykaz napięć znamionowych cewek, które zapewniają włączenie styków przekaźnika. Przykładowy przekaźnik R15 może mieć cewki o bardzo różnych wykonaniach - 10 wersji dla napięć DC oraz 14 dla AC.
• Wartość rezystancji cewki dotyczy jej oporności dla temperatury 20ºC, do czego dochodzi tolerancja podana w kolejnej kolumnie. W przypadku cewki przekaźnika R15 wysoka rezystancja zapewnia dużą odporność na zakłócenia, zaś małe prądy indukujące się w długich przewodach w instalacji z reguły nie powodują załączania się przekaźnika.
• Ostatnie dwie kolumny tabeli zawierają informacje o roboczych napięciach zasilania cewki. Najniższe napięcie, przy którym przekaźnik musi przełączyć styki, wynosi w tym przypadku 0,8 U_n (napięcia znamionowego), zaś napięcie maksymalne to 1,1 U_n.

Tabela 1. Parametry cewek przekaźników R15

Mając powyższe dane w tabeli, łatwo można obliczyć znamionowy pobór mocy cewki, który wynosi P=U²/R, gdzie U to napięcie na cewce, zaś R to jej rezystancja.

W kartach katalogowych znajdują się też informacje o klasie izolacji cewek przekaźników. Dla wspomnianego powyżej przekaźnika R15 klasa izolacji wynosi F:155ºC. Oznacza to, że cewka przekaźnika wytrzyma temperaturę 155ºC i zachowa izolację, pomimo, że cały przekaźnik pracuje przy napięciu AC w maksymalnej temperaturze 55ºC, a przekaźnik w wykonaniu DC w maksymalnej temperaturze 70ºC.

Napięcie na cewce przekaźnika podczas jego włączania

Przy projektowaniu układów automatyki, chcąc zapewnić poprawność pracy cewki, należy brać pod uwagę kilka zależności związanych z temperaturą:

• wzrost temperatury uzwojenia powoduje wzrost rezystancji,
• wzrost temperatury DRUTU powoduje spadek wartości prądu przepływającego przez cewkę przekaźnika,
• obniżony prąd podwyższa progi napięcia włączenia i wyłączenia przekaźnika.

Wobec powyższego przekaźnik może być zasilany z zadaną tolerancją, różną dla różnych typów przekaźników. Dodatkowo prąd płynący przez styki przekaźnika nagrzewa cały przekaźnik, przez co podnosi się temperatura również jego cewki.

Cewki a ochrona przeciwprzepięciowa

Przekaźnik R4N

Stosując przekaźnik, trzeba wiedzieć, że cewka jest źródłem znacznych przepięć, które mogą być przyczyną zakłóceń pracy innych urządzeń. Cewki przekaźników w stanie zadziałania mają dużą indukcyjność, co sprawia, że po wyłączeniu na uzwojeniu przekaźnika występuje raptowny wzrost napięcia. Takie zaburzenie wpływa negatywnie na działanie pobliskich układów elektronicznych.

Przekaźniki R2N, R3N, R4N, R15 dwu- i trójstykowe mogą być wykonane z elementami przeciwprzepięciowymi wewnątrz przekaźnika. Cewki na napięcie stałe mają zamontowane mają diody gaszące, z kolei te na napięcie przemienne mogą mieć zamontowane warystory.

Cewka przekaźnika R4N

W przypadku, gdy nie stosuje się warystorów i diod w przekaźnikach, można użyć modułów z elementami przeciwprzepięciowymi montowanymi w gniazdach.

Na uwagę zasługuje fakt, że przekaźniki elektromagnetyczne będące w ofercie Relpolu dopuszczają zasilanie cewek prądem w dowolnie długim czasie. Wyjątkiem jest przekaźnik bistabilny RSM850B, ale w tym przypadku ma on inną zasadę działania.

Podsumowanie

Przekaźnik elektromagnetyczny jest wyrobem powszechnie stosowanym, zaś jego właściwe używanie zapewnia długotrwałą i prawidłową pracę. W artykule przedstawione zostały podstawowe zasady właściwego doboru cewek. Z kolei w poprzednio prezentowanym artykule opisano tematykę właściwego doboru styków do aplikacji.

Relpol