fa
اخبار
صفحه اصلی / اخبار / اخبار صنعت / چگونه مدارهای رله بست، برق آماده به کار را در مقایسه با سوئیچینگ معمولی کاهش می دهند
درک عملیات رله چفت و تعمیر و نگهداری حالت
یک الکترومکانیک معمولی رله برای نگه داشتن تماس های خود در یک موقعیت معین، به یک سیم پیچ به طور مداوم با انرژی بستگی دارد. لحظه ای که برق قطع می شود، یک فنر آرمیچر را به حالت پیش فرض برمی گرداند. این رفتار برای بسیاری از کارهای کنترلی به خوبی جواب می دهد، اما همچنین به این معنی است که سیم پیچ تا زمانی که مدار سوئیچ شده باید فعال بماند، جریان می کشد، که در برخی از سیستم های نظارت یا اندازه گیری می تواند از ثانیه تا سال متغیر باشد.
یک رله قفل برقی بر اساس یک اصل مکانیکی متفاوت ساخته شده است. به جای تکیه بر انرژی دهی ثابت سیم پیچ، از یک چفت مغناطیسی، مهار مکانیکی یا آرایش دو سیم پیچ استفاده می کند که پس از جابجایی آرمیچر را در جای خود نگه می دارد. یک پالس جریان کوتاه وضعیت را تغییر می دهد. جریان بیشتری برای نگهداری آن لازم نیست. این تفاوت در طراحی واحد دلیلی است که به طور فزاینده ای در کاربردهایی که قدرت آماده به کار به اندازه سرعت سوئیچینگ اهمیت دارد، دستگاه های چفت کننده مشخص می شوند.
نتیجه عملی این ساخت است رله state maintenance بدون ورودی انرژی مداوم پس از تنظیم، موقعیت تماس به صورت مکانیکی یا مغناطیسی ثابت میشود و از قطع برق، قطعیهای مختصر یا تنظیم مجدد کنترلر بدون بازگشت ناخواسته جان سالم به در میبرد. این یک تمایز معنیدار از رلههای استاندارد است، که همیشه به موقعیت باز یا بسته معمولی خود کاهش مییابد و قدرت سیمپیچ فوری از بین میرود.
چرا تعمیر و نگهداری حالت رله برای بهره وری انرژی مهم است؟
بهره وری انرژی در سیستم های کنترل به ندرت از طریق یک تغییر چشمگیر به دست می آید. این از بسیاری از تصمیمات طراحی کوچک انباشته می شود، و جریان نگهدارنده سیم پیچ یکی از نادیده گرفته ترین عواملی است که در مصرف برق آماده به کار وجود دارد. یک پانل کنترل توزیع شده با چند ده رله را در نظر بگیرید، که هر یک سیم پیچی را نگه می دارد که به طور شبانه روزی انرژی دارد تا یک تماس بسته را برای فرآیندی با تغییر آهسته مانند کنترل شیر آبیاری، مسیریابی منطقه HVAC یا مدارهای روشنایی آماده به کار حفظ کند.
در آن سناریو، هر سیم پیچ رله نشان دهنده یک بار انگلی کوچک اما پیوسته است. آن را در تعداد رلههای یک پانل، تعداد پانلهای موجود در یک تأسیسات و تعداد ساعتهایی که سیستم در سال کار میکند ضرب کنید، و مصرف کل در قبض انرژی قابل اندازهگیری میشود. طراحی چفت کننده این کشش انگلی را تقریباً به طور کامل حذف می کند، زیرا حفظ جریان بین رویدادهای سوئیچینگ نزدیک به صفر می شود.
بحث کارآیی اصلی برای رله های چفت کننده در مورد سرعت سوئیچینگ یا رتبه تماس نیست. این در مورد حذف جریانی است که وقتی تماس قبلاً تغییر حالت داده بود هرگز کار مفیدی انجام نمی داد.
این مهم در سه دسته از سیستم ها:
- تجهیزات میدانی با انرژی باتری یا خورشیدی که هر میلی آمپر در حالت آماده به کار، فواصل سرویس را کوتاه می کند.
- پانل های بزرگ با ده ها یا صدها سیم پیچ که به طور همزمان برای مدت طولانی انرژی می گیرند
- تاسیسات از راه دور یا بدون مراقبت که در آنها حالت باید بدون پشتیبان باتری یا ابرخازن از افت برق جان سالم به در ببرد.
اصول طراحی مدار رله لچینگ
معمولی مدار رله چفت کننده از یک سیم پیچ منفرد با کمک آهنربای دائمی یا دو سیم پیچ مجزا استفاده می کند که معمولاً برچسب تنظیم و بازنشانی دارند. در آرایش دو سیم پیچ، یک پالس کوتاه از طریق سیم پیچ تنظیم شده، آرمیچر را به موقعیت بسته حرکت می دهد، جایی که یک مهار مغناطیسی آن را نگه می دارد. یک پالس جداگانه از طریق سیم پیچ تنظیم مجدد، فرورفتگی را آزاد می کند و آرمیچر را به عقب حرکت می دهد تا باز شود.
از آنجایی که پالس فقط باید چند میلی ثانیه دوام بیاورد، جریان متوسط کشیده شده توسط مدار سیم پیچ در طول زمان کسری کوچک از آنچه که یک رله استاندارد معادل مصرف می کند در حالی که همان کنتاکت را به طور مداوم بسته نگه می دارد، است. طراحان معمولاً سیمپیچهای تنظیم و تنظیم مجدد را از مدار تخلیه خازن یا یک خروجی زمانبندی شده کوتاه از یک میکروکنترلر هدایت میکنند، که مدارهای محرک را ساده و ارزان نگه میدارد.
رله بهعنوان سوئیچ: مقایسه طرحهای چفتشونده و غیرچفتشونده
انتخاب بین یک ضامن و یک رله معمولی به عنوان یک سوئیچ به چرخه وظیفه برنامه، تعداد دفعات تغییر وضعیت و اینکه آیا حالت باید در صورت قطع برق زنده بماند، بستگی دارد. جدول زیر تفاوت های عملی را که مهندسان در حین انتخاب وزن می کنند را خلاصه می کند.
| مشخصه | رله معمولی | رله چفت کننده |
|---|---|---|
| نگه داشتن جریان | در حین فعال بودن مداوم | بعد از تعویض نزدیک به صفر |
| وضعیت پس از قطع برق | به حالت پیش فرض برمی گردد | آخرین موقعیت تنظیم را حفظ می کند |
| بهترین تناسب چرخه کاری | تعویض مکرر و کوتاه مدت | تعویض مکرر، دوره های نگهداری طولانی |
| پیچیدگی مدار رانندگی | سیگنال ساده و تک پایدار | به پالس های تنظیم و تنظیم مجدد زمان بندی شده نیاز دارد |
| مشخصات انرژی معمولی | میانگین مصرف بالاتر در طول زمان | میانگین مصرف کمتر در طول زمان |
هیچ یک از این دو طراحی برتری جهانی ندارند. رله معمولی انتخاب سادهتر و مقرونبهصرفهتر برای مدارهایی است که مکرراً در فواصل زمانی کوتاه سوئیچ میکنند، زیرا مدارهای محرک پالس از نوع ضامنکننده سود کمی به آن اضافه میکنند. مزیت کارایی طرحهای چفتکننده با افزایش زمان نگهداری بین رویدادهای سوئیچینگ افزایش مییابد.
رفتار رله روشن و مصرف در حالت آماده به کار
اصطلاح رله روشن شدن برق اغلب برای توصیف هر رله ای که در اولین باری که برق به یک مدار اعمال می شود فعال می شود، استفاده می شود. با یک رله معمولی، این رویداد روشن شدن برق، برق دهی مداوم سیم پیچ را تا زمانی که نیاز است بار سوئیچ شده فعال بماند، آغاز می کند. در سیستمهایی که این مدت زمان بهجای ثانیهها بر حسب ساعت یا روز اندازهگیری میشود، مصرف انرژی آماده به کار به جای یک خطای گرد کردن، به یک متغیر طراحی معنادار تبدیل میشود.
سیم پیچ پیوسته (معمولی) جریان را برای کل دوره نگهداری می کشد
سیم پیچ بست (معمولی) جریان را فقط در زمان تنظیم یا تنظیم مجدد پالس می گیرد
اثر کل ترکیبات در اندازه پانل و ساعت اجرا
در تاسیسات میدانی که با باتری ها یا آرایه های خورشیدی کوچک تغذیه می شوند، مهندسان اغلب بودجه کل انرژی را بر حسب میانگین میلی آمپر ساعت مصرف شده در روز مدل می کنند. یک رله معمولی که شبانه روز بسته نگه داشته می شود، در هر ساعت از آن دوره، جریان نگهدارنده کامل خود را مصرف می کند. حالت سوئیچینگ رله گیر فقط یک یا دو بار در روز جریان را فقط در طول آن پالس های کوتاه مصرف می کند و باقیمانده روز را اساساً از کشش مربوط به رله خالی می کند. این تفاوت می تواند عامل تعیین کننده ای در مورد اینکه آیا یک گره حسگر راه دور یا کنترل کننده شیر می تواند ماه ها با یک بار شارژ باتری کار کند یا نیاز به بازدید مکرر از سایت برای تعویض دارد یا خیر.
انتخاب یک ماژول رله برای کاربردهای حساس به انرژی
یک ماژول رله که برای استقرار حساس به انرژی در نظر گرفته شده است، باید بر اساس چیزی بیش از درجه تماس و ولتاژ سیم پیچ ارزیابی شود. چک لیست زیر معیارهایی را که مهندسان معمولاً هنگام تعیین رلهها برای طرحهای انرژی بحرانی آماده به کار اعمال میکنند، نشان میدهد.
- تأیید کنید که آیا برنامه برای زنده ماندن از قطع برق نیاز به حالت دارد یا خیر، که به نفع مکانیزم قفل است
- فرکانس سوئیچینگ را تخمین بزنید. تعویض مکرر به نفع طرح های چفت کننده است، سوئیچینگ مکرر به نفع سیم پیچ های معمولی است
- مدت زمان پالس و جریان مشخص شده توسط سازنده را برای تنظیم مطمئن و عملکرد تنظیم مجدد بررسی کنید
- بررسی رتبه تماس در برابر جریان و ولتاژ بار واقعی، مستقل از مکانیسم قفل
- محدوده دمای محیط را در نظر بگیرید، زیرا قدرت مهار مغناطیسی می تواند با دما در برخی از طرح ها متفاوت باشد
- رتبهبندیهای عمر مکانیکی را مرور کنید، زیرا رلههای چفتکننده معمولاً شامل قطعات متحرک اضافی در مکانیسم مهار میشوند
طراحان تابلویی که با قفسههای رله متراکم کار میکنند، اغلب روی یک ماژول رله واحد در سراسر پروژه استاندارد میکنند، به طوری که انواع چفتشونده و غیرچفتشونده را میتوان در یک طرح برد ترکیب کرد، و به هر نقطه کنترل اجازه میدهد تا از هر نوعی که به بهترین وجه با الگوی سوئیچینگ آن مطابقت دارد، بدون طراحی مجدد پانل استفاده کند.
سناریوهای کاربردی در دنیای واقعی
رلههای چفتشونده در طیف وسیعی از صنایع ظاهر میشوند که در آن نگهداشتن حالت کارآمدتر از دوچرخهسواری سریع است. چندین الگوی تکرارشونده نشان میدهند که این فناوری در کجا مشخص میشود.
اتوماسیون ساختمان اندازه گیری شهری کنترل آبیاری نظارت از راه دور روشنایی آماده به کار
در اتوماسیون ساختمان، دمپرهای زون و مدارهای روشنایی که فقط چند بار در روز تغییر حالت می دهند، کاندیدای قوی برای رله های چفت شونده هستند، زیرا پنل جریمه انرژی پیوسته ای را برای نگه داشتن موقعیت ایستا بین تغییرات برنامه صبح و عصر پرداخت نمی کند. در اندازهگیری ابزار، کنتاکتهای چفتکننده برای ثبت رویدادهای دستکاری یا مسیرهای سیگنال بدون نیاز به برق مداوم با پشتیبان باتری برای حفظ حالت ثبت شده استفاده میشوند.
کنترلکنندههای شیرآبیاری و کشاورزی، که اغلب با پنلهای خورشیدی کوچک تغذیه میشوند، از مکانیسمهای قفل استفاده میکنند تا دریچه در طول دورههای آبی طولانی باز یا بسته بماند بدون اینکه انرژی ذخیره شده محدود موجود در سایت تخلیه شود. ایستگاههای نظارت محیطی از راه دور، منطق یکسانی را برای سوئیچینگ قدرت حسگر اعمال میکنند، جایی که یک ثبتکننده داده فقط باید یک ریل سنسور را برای یک پنجره نمونهبرداری کوتاه روشن و دوباره خاموش کند، نه اینکه آن را به طور مداوم فعال نگه دارد.
ملاحظات نگهداری و طول عمر
کاهش انرژی سیم پیچ همچنین یک مزیت ثانویه فراتر از صرفه جویی مستقیم انرژی دارد: گرمایش مداوم کمتر سیم پیچ سیم پیچ. سیمپیچهایی که برای مدتهای طولانی پرانرژی نگه داشته میشوند، گرما تولید میکنند که طی سالها کارکرد میتواند به پیری عایق و تغییر تدریجی عملکرد کمک کند. یک سیم پیچ رله گیر که فقط جریان را طی پالس های کوتاه حمل می کند، بار حرارتی متوسط کمتری را تجربه می کند، که می تواند عمر مفید طولانی تری را در تاسیساتی با دوره های نگهداری طولانی بین رویدادهای سوئیچینگ پشتیبانی کند.
گفته می شود، مکانیسم های چفت کننده ملاحظات نگهداری خود را معرفی می کنند. مهار مکانیکی یا چفت مغناطیسی یک جزء اضافی در معرض سایش است، و سازندگان معمولاً یک رتبه عمر مکانیکی در چرخههای سوئیچینگ تعیین میکنند که باید در برابر تعداد مورد انتظار تغییرات حالت در طول عمر برنامهریزی شده تجهیزات بررسی شود. برای کاربردهایی با فرکانس سوئیچینگ بسیار بالا، این رقم عمر مکانیکی میتواند به جای گرمایش کویل به عامل محدودکننده تبدیل شود، به همین دلیل است که تطبیق نوع رله با چرخه کاری واقعی تصمیم اصلی طراحی باقی میماند.
| عامل | رله معمولی Concern | رله چفت کننده Concern |
|---|---|---|
| گرمایش کویل | گرمایش مداوم در طول دوره نگهداری | گرمایش حداقل، فقط پالس |
| سایش مکانیکی | سایش استاندارد برگشت بهار | سایش اضافی یا سایش چفت |
| مناسب ترین چرخه کاری | سوئیچینگ فرکانس بالا | سوئیچینگ با فرکانس پایین و طولانی مدت |
سوالات متداول
Q1: چه چیزی یک رله چفت را از یک رله استاندارد متفاوت می کند؟
رله لچینگ از یک مهار مغناطیسی یا چفت مکانیکی برای حفظ موقعیت تماس خود پس از تنظیم کوتاه یا پالس تنظیم مجدد استفاده می کند، بنابراین برای حفظ حالت نیازی به جریان سیم پیچ پیوسته ندارد، برخلاف رله استاندارد که برای فعال ماندن باید فعال بماند.
س 2: آیا رله گیر در صورت قطع برق حالت خود را از دست می دهد؟
خیر. از آنجایی که موقعیت تماس بهجای الکتریکی به صورت مکانیکی یا مغناطیسی نگه داشته میشود، یک رله چفتکننده آخرین حالت تنظیمی خود را از طریق قطع برق حفظ میکند، که یکی از مزایای اصلی آن در تاسیسات بدون مراقبت است.
Q3: آیا رله های چفت کننده برای کاربردهای سوئیچینگ فرکانس بالا مناسب هستند؟
آنها معمولاً برای سوئیچینگ نادر با دوره های نگهداری طولانی مناسب تر هستند. کاربردهایی که نیاز به تغییرات سریع و مکرر حالت دارند معمولاً توسط رلههای معمولی بهتر انجام میشوند، زیرا مکانیسمهای ضامن دارای رتبهبندی عمر مکانیکی خاص خود هستند که به سیکلهای سوئیچینگ مرتبط هستند.
Q4: یک طرح چفت کننده به طور واقعی چقدر انرژی می تواند صرفه جویی کند؟
مقیاس پس انداز با زمان نگهداری و اندازه پانل. رله ای که به طور مداوم برای مدت طولانی بسته نگه داشته می شود، جریان را در کل زمان می کشد، در حالی که یک رله چفت کننده فقط در خلال پالس های تنظیم و تنظیم مجدد جریان کوتاه می گیرد، بنابراین هر چه فاصله نگه داشتن طولانی تر باشد، صرفه جویی متناسب بیشتر می شود.
Q5: قبل از انتخاب ماژول رله برای دستگاهی که با باتری کار می کند چه چیزی باید بررسی شود؟
فرکانس سوئیچینگ مورد انتظار، رتبه تماس مورد نیاز برای بار، تنظیم و تنظیم مجدد جریان پالس مشخص شده برای ماژول رله، و اینکه آیا برنامه برای زنده ماندن از دست دادن برق بدون مدار حافظه با پشتیبان باتری نیاز به وضعیت دارد یا خیر را بررسی کنید.
Previous
