Tehnike upravljanja relejima

Tehnike upravljanja relejima

Relej je uređaj za otvaranje i/ili zatvaranje električnih krugova pomoću kontakata spojenih na njega. Relej je u osnovi elektromagnet čije je magnetno kolo izgrađeno od jezgre, jarma i zakretne armature. Zavojnica od jednog ili više namotaja postavljena je oko jezgre. Broj namotaja koji se može postaviti na jezgro ovisi o broju dostupnih terminala. To varira u različitim izvedbama od 2 do 6. Ponekad se jedan terminal može koristiti kao zajednička tačka više od jednog namotaja, npr. kada se isti napon ili uzemljenje može koristiti za nekoliko namotaja

Sljedeće su najčešće korištene kontaktne jedinice:

a) normalno otvorena sa simbolom (m) od engleskog make

b) normalno zatvorena, sa simbolom (b) od engleskog brake

c) preklopna kontaktna jedinica, sa simbolom (c/o) od engleskog change over

d) kontaktnu jedinicu za isključivanje prije prekida

Elementarni krugovi

Uključivanje releja preko normalno otvorene sklopke

Najjednostavniji način uključivanja releja prikazan je na slici zatvaranje sklopne kontaktne jedinice y uzrokuje rad releja X.

Također je moguće uključiti X kao što je prikazano na sledećoj slici. Ovo osigurava da se X neće uključiti u pogrešno vreme zbog slučajnog uzemljenja na spoju između X i y. Ovo koristi činjenicu da je verovatnije slučajno uzemljenje nego prisustvo napona baterije (-) u pogrešno vreme.

U oba slučaja, otvaranje sklopne kontaktne jedinice y uzrokuje otpuštanje releja X: relej u potpunosti prati jedinicu sklopnog kontakta.

Uključivanje releja preko normalno zatvorene kontaktne jedinice

Struja će teći samo kroz namotaj releja X kada kontaktna jedinica y prekine kratki spoj na X. Otpor R služi za sprečavanje kratkog spoja izvora negativnog napona sa zemljom.

Na sl. a) je kontaktna jedinica y spojena na uzemljenje, a na sl. b) na napon napajanja (-). Izbor strujnog kruga ovisi o dostupnim kontaktnim jedinicama (spojenim na uzemljenje ili na izvor negativnog napona) i o drugim funkcijama koje kontaktna jedinica možda mora izvršiti.

Kada se prekidna kontaktna jedinica y vrati u prvobitni položaj, X je ponovo kratko spojen i otpušten. U ovom slučaju, međutim, za razliku od slučajeva prikazanih na sl. uključivanja releja preko normalno otvorene sklopke, oslobađanje X će biti usporeno kratkim spojem uzrokovanim kontaktnim jedinstvom.

Krugovi sa suprotnim (diferencijalnim) namotajima

Ako relej ima dva namota sa istim brojem zavoja, i ako kroz ova dva namota prođe struja iste veličine u suprotnim smjerovima, rezultujuće magnetsko polje će biti nula. 

Na primjer, u krugu na slici namotaj X 1-2 daje pozitivan AT (ampere-turns ili amper po zavoju) , a namotaj X 5-4 negativan. U stanju mirovanja struja teče kroz oba ova namotaja. Ako je ova struja ista u oba slučaja, ne postoji AT koji bi aktivirao relej.

Zatvaranje sklopne kontaktne jedinice z kratko spaja namotaj 5-4 X, tako da struja kroz X 1-2 može osigurati broj AT koji je potreban da relej X radi. Ako je kontaktna jedinica z otvorena, X će ponovo otpustiti. Ako je prekidna kontaktna jedinica y otvorena, namotaj 5-4 može napajati AT potreban za rad X, dok će ako je y zatvoren X ponovo otpustiti.

Ako je X pod naponom jer je kontaktna jedinica z zatvorena, otvaranje y će također uzrokovati oslobađanje X. U ovom slučaju, niti jedan namotaj nije pod naponom, tako da uopće nema AT-a. Ako je z sada otvoren, X će ponovo raditi.

Ovo kolo stoga pruža različite moguće načine da se relej X aktivira ili otpusti.

Jedan nedostatak takvog kola je međutim to što otpor R u seriji sa X 5-4 i otpori X namota nikada ne mogu biti tako precizni (tolerancije) da struja kroz X 1-2 i X 5-4 bude tačno isto. Stoga će uvijek postojati određeni broj rezidualnih AT, zbog X 1-2 ili X 5-4. Kolo sa slike dole nema ovaj nedostatak. Ovdje je struja kroz X 1-2 i X 5-4 potpuno ista. Zatvaranje kontaktne jedinice z čini da X radi, a otvaranjem X ponovno oslobađa.

Memorijska kola (kola za zaključavanje)

Svrha memorijskog kola je da ukaže da je izvršena određena operacija prebacivanja, čak i nakon što je radnja u pitanju prestala. Na primjer, kada pacijent u bolnici pritisne dugme, to može upaliti lampu na panelu u prostorijama za osoblje. Ovaj signal mora ostati tamo, čak i ako pacijent više ne pritiska dugme, sve dok medicinska sestra ne reaguje na njega. Kada se signal primeti, može se izbrisati pritiskom na drugo dugme. Poznato je mnogo različitih memorijskih kola, od kojih ćemo neke razmotriti u ovom odeljku.

Najjednostavnija metoda je ona u kojoj relej X, pod naponom preko sklopnog kontakta, sam zatvara drugu sklopnu kontaktnu jedinicu x, koja služi da drži X dok se dugme za resetovanje ne pritisne (Slika).

Metoda u kojoj se relej zadržava otvaranjem kontaktne jedinice za prekid je prikazan na slici. Radna kontaktna jedinica y je u ovom slučaju i prekidna kontaktna jedinica. Kada je kontakt y prekinut, X više nije kratko spojen i stoga radi. Kada se y ponovo zatvori, X se ne otpušta, jer prekidna kontaktna jedinica x sada sprječava kratki spoj X. T ponovo oslobađa X, obnavljajući tako kratki spoj na X, koji stoga neće raditi čak ni kada se T otpusti.

Kolo koje se često koristi uključuje upotrebu drugog namotaja na X. Drugi namotaj treba da ima dovoljno AT (vrednost zadržavanja) da zadrži X. Druga mogućnost je da ima jedan kalem i da se struja smanji na vrednost zadržavanja. Na slici je prikazano kolo sa dva namotaja, dok je na slici prikazano kako se isti rezultat može dobiti sa jednim namotajem uključivanjem dodatnog otpora.

Gore pomenuta diferencijalna kola se takođe mogu koristiti za pravljenje memorijskih kola. Na slici , jedinica za zatvaranje kontakta y kratko spaja namotaj X 1-2, tako da X radi preko namotaja 5-4. Kontaktna jedinica x "pamti" da je X radio tako što je X 1-2 bio kratko spojen, nezavisno od kontaktne jedinice y. Kada se T otvori, X otpušta, x se tako otvara i vraćamo se u prvobitnu situaciju.

I i ILI kola

Ako se mora ispuniti nekoliko uslova pre nego što se relej X uključi, govori se o I kolu. Relej X sa slike može da radi samo ako su kontaktna jedinica a i kontaktna jedinica b zatvorene.

ILI kolo se dobija kada samo jedan od nekoliko uslova mora biti ispunjen da bi relej radio. Na slici , X će raditi kada je kontaktna jedinica a ili kontaktna jedinica b zatvorena.

Kombinacije AND i OR kola su takođe moguće, kao što se može videti sa slika a i b.

Normalni relej povezan da radi kao polarizovani relej

Prednost polarizovanog releja je što je osetljiv na struju koja teče samo u jednom pravcu, ali nedostatak što ima samo jednu ili ponekad dve preklopne kontaktne jedinice. Normalni relej, sa nekoliko kontakata, takođe može da se poveže tako da radi kada struja teče u jednom smeru, ali ne i u drugom. Ovo se može postići tako što se osigura da je namotaj releja kratko spojen kada struja teče u jednom pravcu, ali ne i kada teče u drugom. Dioda ima svojstvo da propušta struju samo u jednom pravcu. Na slici, prelazak preko preklopne kontaktne jedinice y uzrokuje da struja teče iz zemlje preko kontaktne jedinice z, diode, kontaktne jedinice y (koja je sada u suprotnom položaju od onog prikazanog na slici ) i otpora R do a izvor negativnog napona. Namotaj releja X je kratko spojen diodom za ovaj smer struje. Međutim, ako se z prebaci počevši od položaja prikazanog na slici, struja će teći od zemlje preko y, namotaja releja i z do izvora negativnog napona. U ovoj situaciji, dioda ne propušta nikakvu struju, tako da relej radi. Dioda će dati X duže vreme oslobađanja kada je povezana na ovaj način, ali kontaktna jedinica za prekid kojom upravlja X u seriji sa diodom može rešiti ovaj problem.

nastavice se...