Co warto wiedzieć o przekaźnikach elektromagnetycznych? Jak działają i w jakim celu są wykorzystywane?

Bezpieczne i efektywne sterowanie automatyką przemysłową (maszyny) jak i domową (rolety, światło) może być skutecznie realizowane za pomocą przekaźników elektromagnetycznych.
Stosuje się je w obiektach przemysłowych, budynkach użyteczności publicznej, a także w przestrzeniach mieszkalnych.
Przekaźnik elektromagnetyczny pośredniczy między układem sterowania a systemem wykonawczym, przełączając, włączając lub wyłączając poprzez sygnały niskoprądowe obwody, w których płynie prąd o większej mocy lub wysokim napięciu. Przekaźniki umożliwiają sterowanie pracą niemalże każdego obwodu elektrycznego w sposób wydajny i bezpieczny. Jak dokładnie działają przekaźniki elektromagnetyczne i gdzie są najczęściej stosowane?

Co warto wiedzieć o przekaźnikach elektromagnetycznych? Jak działają i w jakim celu są wykorzystywane?

Geneza przekaźników elektromagnetycznych

Prawo indukcji elektromagnetycznej, sformułowane w 1831 r. przez Michaela Faradaya, znajduje obecnie liczne zastosowania praktyczne. Na podstawie tego prawa funkcjonują dziś takie rozwiązania, jak np. generatory energii elektrycznej, transformatory, silniki elektryczne, głośniki, mikrofony, a także przekaźniki elektromagnetyczne.

Przekaźnik elektromagnetyczny to w zasadzie elektrycznie sterowany przełącznik elektromechaniczny, którego podstawowym zadaniem jest załączanie, wyłączanie lub przełączanie obwodów elektrycznych za pomocą osobnego obwodu elektrycznego, elektrycznie odseparowanego od obwodu sterowania docelowego. Pierwszy przekaźnik elektromagnetyczny opracował w 1835 roku amerykański fizyk Joseph Henry.
Od jego nazwiska została również nazwana jednostka indukcyjności w układzie SI (Henr). Jest to wielkość określająca zdolność cewki indukcyjnej do gromadzenia energii w polu magnetycznym.

REKLAMA

Konstrukcja przekaźnika elektromagnetycznego

Głównymi elementami wchodzącymi w skład przekaźnika są: sprężyna, kotwica, styki ruchome, styki stałe, cewka, wyprowadzenie cewki oraz pozostałych styków.
Budowa przekaźnika elektromagnetycznego jest stosunkowo prosta i składa się z dwóch obwodów – sterującego oraz sterowanego. Obwód sterujący to cewka indukcyjna, która w zależności od rodzaju przekaźnika, zasilana jest napięciem stałym lub przemiennym. Z kolei obwód sterowany to styki robocze, których konfiguracja może być zróżnicowana pod kątem ilości obwodów sterowanych.

Przykładowe oznaczenia dla konfiguracji styków przekaźników to m.in.:

  • SPDT – pojedynczy styk przełączany
  • SPST – pojedynczy styk zwierny
  • DPDT – podwójny styk przełączany

Wg normy PN-EN 61810-1 rozróżnia się następujące rodzaje styków:

  • styki zwierne – oznaczane literą Z,
  • styki rozwierne – oznaczane literą R,
  • styki przełączne – oznaczane literą P.

Dodatkowym oznaczeniem informującym o konstrukcji przekaźnika, jest oznaczenie mówiące o pozycji styków obwodu sterowanego, gdy obwód sterujący (cewka) jest w stanie beznapięciowym. W takim przypadku przekaźnik elektromagnetyczny 12V o symbolu „NO” oznacza, że styki są rozwarte w stanie beznapięciowym, natomiast oznaczenie „NC” mówi o stykach zamkniętych w stanie beznapięciowym.

Przekaźnik elektromagnetyczny – zasada działania

Praca przekaźnika elektromagnetycznego polega na podawaniu napięcia zasilania na cewkę obwodu sterującego. W momencie, gdy uzwojenie cewki znajduje się pod napięciem o wartości znamionowej lub zbliżonej do niej, prąd płynący przez cewkę wywołuje indukcję pola magnetycznego, dodatkowo wzmocnionego przez ferromagnetyczny rdzeń, na który jest nawinięte uzwojenie cewki (przykład konstrukcji elektromagnesu).

Powstające w ten sposób pole magnetyczne powoduje przyciągnięcie kotwicy.
Jest ona mechanicznie sprzężona ze stykami obwodu sterowanego i zmienia ich położenie. Kiedy cewka przekaźnika elektromagnetycznego ulega wyłączeniu spod napięcia, wówczas kotwica ze stykami jest dodatkowo odciągana w położenie spoczynkowe za pomocą sprężyn.

Co warto wiedzieć o przekaźnikach elektromagnetycznych? Jak działają i w jakim celu są wykorzystywane?

Zastosowania przekaźników elektromagnetycznych

Pierwszy przekaźnik elektromagnetyczny zastosowano do nadawania sygnałów elektrycznych drogą przewodową z wykorzystaniem alfabetu Morse’a. Obecnie przekaźniki elektromagnetyczne mają o wiele szersze zastosowanie we współczesnej elektronice. Pomimo tego, że w wielu przypadkach przekaźniki są coraz częściej zastępowane przez elementy półprzewodnikowe, to w dalszym ciągu oferują one wiele nieocenionych zalet.

Przekaźniki elektromagnetyczne wykorzystywane są w wielu urządzeniach elektronicznych, w których niezbędne jest bezpieczne odizolowanie obwodów sterujących niskiego napięcia stałego (np. 9V-12V) od obwodów napięcia przemiennego pracujących na wyższym napięciu (np. 230V lub 400V). W przypadku automatyki budynkowej przekaźnik elektromagnetyczny https://www.fif.com.pl/pl/63-przekazniki-elektromagnetyczne pozwala na bezpieczne sterowanie m.in.:

  • obwodami oświetlenia
  • systemami ogrzewania i wentylacji
  • układami sterowania

Przekaźniki elektromagnetyczne znajdują swoje zastosowanie zarówno w przemyśle i obiektach użyteczności publicznej, jak i w budynkach mieszkalnych. W ramach układów automatyki przemysłowej lub budynkowej współpracują one bardzo często z czujnikami ruchu, czujnikami obecności czy zegarami sterującymi. W zastosowaniach stricte przemysłowych przekaźniki przeważnie tworzą układy z sterownikami PLC, wyłącznikami lub z przyciskami sterowniczymi.

Przekaźnik elektromagnetyczny pełni kluczową rolę w zaawansowanych systemach automatyki i sterowania w układach kontroli procesów technologicznych w przemyśle, w automatyce zabezpieczeniowej systemów elektroenergetycznych, a także w układach sterowania oświetleniem, klimatyzacją i ogrzewaniem. Obszar zastosowań przekaźników jest w zasadzie nieograniczony i zależy w głównej mierze od specyfiki aplikacji docelowej.

Artykuł Partnera

«
»

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *