DC in AC releji — značilnosti in razlike

V najširšem pomenu besede rele razumemo kot elektronsko ali elektromehansko napravo, katere namen je zapreti ali odpreti električni tokokrog kot odgovor na določeno vhodno dejanje. Klasični rele — elektromagnetni.

Ko tok teče skozi tuljavo takega releja, nastane magnetno polje, ki z delovanjem na feromagnetno armaturo releja povzroči gibanje te armature, medtem ko ta, mehansko povezana s kontakti, le-te zapira ali odpira kot posledica njegovega gibanja. Tako lahko s pomočjo releja izvedete zapiranje ali odpiranje, to je mehansko preklapljanje zunanjih električnih tokokrogov.

Elektromagnetni rele je sestavljen iz vsaj treh (glavnih) delov: stacionarnega elektromagneta, premične armature in stikala. Elektromagnet je v bistvu tuljava, navita z bakreno žico okoli feromagnetnega jedra. Vloga armature je običajno plošča iz magnetne kovine, ki je zasnovana tako, da deluje na preklopne kontakte ali na skupino takih kontaktov, ki dejansko tvorijo rele.

Do danes se elektromagnetni releji pogosto uporabljajo v napravah za avtomatizacijo, telemehaniki, elektroniki, računalniški tehnologiji in na številnih drugih področjih, kjer je potrebno samodejno preklapljanje. V praksi se rele uporablja kot krmiljeno mehansko stikalo ali stikalo. Za preklapljanje velikih tokov se uporabljajo posebni releji, imenovani kontaktorji.

Pri vsem tem so elektromagnetni releji razdeljeni na releje za enosmerni tok in releje za izmenični tok, odvisno od tega, kakšen tok je treba uporabiti na tuljavi releja, da deluje njegovo stikalo. Nato si poglejmo razlike med relejem DC in relejem AC.

DC elektromagnetni rele

Ko govorimo o releju za enosmerni tok, praviloma mislimo na nevtralni (nepolarizirani) rele, ki se enako odziva na tok v vsaki smeri v svojem navitju - armatura se privlači v jedro, odpira (ali zapira) kontakte. Po armaturni konstrukciji so releji na voljo z izvlečno armaturo ali z rotacijsko armaturo, v vsakem primeru pa sta si ti izdelki funkcionalno popolnoma podobni.

Dokler v tuljavi releja ne teče tok, je njegova armatura nameščena čim dlje od jedra zaradi delovanja povratne vzmeti. V tem stanju so kontakti releja odprti (za normalno odprt rele ali za normalno odprto kontaktno skupino tega releja) ali zaprti (za normalno zaprt rele ali za normalno zaprto kontaktno skupino).

Ko enosmerni tok teče skozi tuljavo releja, se v jedru in v zračni reži med jedrom releja in armaturo ustvari magnetni tok, ki sproži magnetno silo, ki mehansko pritegne armaturo k jedru.

Armatura se premakne in prenese kontakte v stanje, ki je nasprotno začetnemu - zapre kontakte, če so bili prvotno odprti, ali jih odpre, če je bilo začetno stanje kontaktov zaprto.

Če rele vsebuje dva niza kontaktov z nasprotnimi začetnimi stanji, se tisti, ki so bili zaprti, odprejo, tisti, ki so bili odprti, pa zaprejo. Tako deluje enosmerni rele.

Elektromagnetni rele za izmenični tok

V nekaterih primerih je to vse, kar se zgodi izmenični tok… Potem ne preostane nič drugega kot uporaba stikalnega releja za izmenični tok, torej releja, katerega tuljava lahko deluje na armaturo, ko skozi njo teče izmenični tok namesto enosmernega.

Za razliko od enosmernega releja AC rele enakih dimenzij in z enako povprečno magnetno indukcijo v jedru zagotavlja polovico magnetne sile na armaturo kot enosmerni rele.

Zaključek je, da bi imela elektromagnetna sila v primeru izmeničnega toka, če bi delovala na tuljavo običajnega releja, izrazito pulzirajoč značaj in bi se v obdobju nihanja izmenične napajalne napetosti dvakrat obrnila na nič.

To pomeni, da bo sidro doživljalo tresljaje. A to bi se zgodilo, če ne bi sprejeli dodatnih ukrepov. Uporabljeni so tudi dodatni ukrepi, ki le tvorijo razlike v konstrukciji AC in DC relejev.

AC rele je urejen in deluje na naslednji način. Izmenični magnetni tok glavnega navitja, ki poteka skozi del jedra z režami, je razdeljen na dva dela.En del magnetnega pretoka gre skozi oklopni del razcepnega pola (skozi tistega, na katerem je nameščen kratkostični prevodni zavoj), drugi del magnetnega pretoka pa je usmerjen skozi neoklopljeni del razcepnega pola.

Ker se v kratkem stiku inducira EMF in posledično tok, magnetni tok dane zanke (v njej induciran tok) nasprotuje magnetnemu toku, ki ga povzroča, kar vodi do dejstva, da magnetni tok v delu jedro z zanko zaostaja za tokom v delu jedra brez konture 60-80 stopinj.

Posledično skupna uporna sila na armaturo nikoli ne izgine, ker oba toka prečkata ničlo ob različnih časih in v armaturi ne pride do pomembnih vibracij. Nastala sila na armaturo, ki je tako oblikovana, lahko povzroči komutacijsko delovanje.