Защита контактов реле от подгорания

На маломощных контактах электромагнитных реле редко появляется электрическая дуга, но часто происходит искренне.

При быстром отключении цепи, обладающей индуктивностью, возникает значительная ЭДС L (di / dt) , которая может превышать напряжение пробоя изоляционного промежутка между контактами. Это особенно опасно в чувствительных и быстродействующих электромагнитных реле, в которых раствор контактов делают очень малым.

Искренне увеличивается при вибрации контактов реле. Оно сокращает срок службы контактов электромагнитных реле и может привести к ложным срабатываниям быстродействующих аппаратов схемы управления или к пробою полупроводниковых элементов из-за перенапряжения.

Для уменьшения искрения контактов реле применяют специальные схемы, создающие дополнительную электрическую цепь, по которой замыкается ток, вызванный ЭДС самоиндукции. При этом электрическая энергия, запасенная в индуктивности коммутируемой цепи, выделяется в виде тепла в резисторах искрогасящей схемы, уменьшая тем самым энергию искрообразования.

При использовании постоянного тока применяют шунтирование нагрузки диодом. В момент размыкания контактов реле возникает переходный ток и энергия выделяется на активной составляющей сопротивления нагрузки.

При шунтировании контактов реле цепочкой R шСш энергия магнитного поля выделяется не только на нагрузке, но и на резисторе Rш. Величина емкости Сш в этой схеме равна 0,5 – 2 мкФ и окончательно подбирается при наладке схемы. Сопротивление Rш определяют по эмпирическим формулам. Для серебряных контактов Rш = Uc 2 /140, где Uc — падение напряжения на конденсаторе. Величина сопротивления Rш в схемах слаботочных электромагнитных реле составляет 100 – 500 Ом.

Все схемы искрогашения ухудшают динамические параметры электромагнитных реле, увеличивая время их включения или отключения.

На маломощных контактах электромагнитных реле редко появляется электрическая дуга, но часто происходит искренне.

При быстром отключении цепи, обладающей индуктивностью, возникает значительная ЭДС L (di / dt) , которая может превышать напряжение пробоя изоляционного промежутка между контактами. Это особенно опасно в чувствительных и быстродействующих электромагнитных реле, в которых раствор контактов делают очень малым.

Читайте также:  Na device на магнитоле

Искренне увеличивается при вибрации контактов реле. Оно сокращает срок службы контактов электромагнитных реле и может привести к ложным срабатываниям быстродействующих аппаратов схемы управления или к пробою полупроводниковых элементов из-за перенапряжения.

Для уменьшения искрения контактов реле применяют специальные схемы, создающие дополнительную электрическую цепь, по которой замыкается ток, вызванный ЭДС самоиндукции. При этом электрическая энергия, запасенная в индуктивности коммутируемой цепи, выделяется в виде тепла в резисторах искрогасящей схемы, уменьшая тем самым энергию искрообразования.

При использовании постоянного тока применяют шунтирование нагрузки диодом. В момент размыкания контактов реле возникает переходный ток и энергия выделяется на активной составляющей сопротивления нагрузки.

При шунтировании контактов реле цепочкой R шСш энергия магнитного поля выделяется не только на нагрузке, но и на резисторе Rш. Величина емкости Сш в этой схеме равна 0,5 – 2 мкФ и окончательно подбирается при наладке схемы. Сопротивление Rш определяют по эмпирическим формулам. Для серебряных контактов Rш = Uc 2 /140, где Uc — падение напряжения на конденсаторе. Величина сопротивления Rш в схемах слаботочных электромагнитных реле составляет 100 – 500 Ом.

Все схемы искрогашения ухудшают динамические параметры электромагнитных реле, увеличивая время их включения или отключения.

В процессе эксплуатации сигнализаторов уровня имеющих дискретный (релейный, транзисторный) выход, зачастую подключают индуктивную нагрузку (устройства, имеющие в своём составе катушку индуктивности). Возникновение дуговых разрядов при размыкании таких электрических цепей крайне негативно сказывается на работоспособности контактов реле и выходных каскадов датчиков, уменьшая их срок эксплуатации.

В целях устранения пагубного влияния дуговых разрядов применяются искрогасящие цепи, устанавливаемые параллельно контактам реле или параллельно нагрузке.

Не вдаваясь в физику переходных процессов и причин возникновения дуговых разрядов рассмотрим наиболее действенные и широко применяемые искрогасящие цепи постоянного и переменного тока.

Читайте также:  Радиус действия apple watch

Цепи постоянного тока:

Кремниевый диод включается параллельно индуктивной нагрузке, при замыкании контактов и в установившемся режиме не оказывает никакого воздействия на работу схемы. При отключении нагрузки возникает напряжение самоиндукции, обратное по полярности рабочему напряжению, диод открывается и шунтирует индуктивную нагрузку. Диоды исключительно эффективно устраняют дуговые разряды и предохраняют контакты реле от обгорания лучше, чем любые другие схемы искрогашения. Такой способ применим и к сигнализаторам с транзисторным выходом.

Правила выбора обратного диода:

  • рабочий ток и обратное напряжение диода должны быть сравнимы с номинальным напряжением и током нагрузки. Для нагрузок с рабочим напряжением до 250 VDC и рабочим током до 5 А вполне подходит распространенный кремниевый диод 1N4007 с обратным напряжением 1000 VDC и максимальным импульсным током до 20 А;
  • выводы диода должны быть как можно короче;
  • диод следует припаивать (привинчивать) непосредственно к индуктивной нагрузке, без длинных соединительных проводов — это улучшает ЭМС при процессах коммутации. Цепи переменного и постоянного тока:
  • RC-цепь является наиболее дешёвым и широко применяемым средством защиты цепей как переменного, так и постоянного тока.

    В отличие от диодных схем RC-цепи можно устанавливать, как параллельно нагрузке, так и параллельно контактам реле. В некоторых случаях нагрузка физически недоступна для монтажа на ней искрогасящих элементов, и тогда единственным способом защиты контактов остается шунтирование контактов RC-цепями.

    Расчет RC-цепи, подключаемой параллельно контактам реле:

    где С — ёмкость RC-цепи, мкф.

    I — рабочий ток нагрузки, А.

    где R — сопротивление RC-цепи, Ом.

    E0 — напряжение на нагрузке, В.

    I — рабочий ток нагрузки, А.

    Проще всего пользоваться универсальной номограммой. По известным значениям напряжения источника питания U и тока нагрузки I находят две точки на номограмме, после чего между точками проводится прямая линия, показывающая искомое значение сопротивления R. Значение емкости С отсчитывается по шкале рядом со шкалой тока I. Номограмма дает разработчику достаточно точные данные, при практической реализации схемы необходимо будет подобрать ближайшие стандартные значения для резистора и конденсатора RC-цепи.

    Читайте также:  Как вставить карту памяти в планшет леново

    RC-цепь, подключаемая параллельно нагрузке

    Применяется там, где нежелательна или невозможна установка RC-цепи параллельно контактам реле. Для расчета предлагаются следующие ориентировочные значения элементов:

  • С = 0,5 . 1 мкф на 1 А тока нагрузки;
  • R = 0,5 . 1 Ом на 1 В напряжения на нагрузке или
  • R = 50. 100% от сопротивления нагрузки. Приведенные значения R и С не являются оптимальными. Если требуется максимально полная защита контактов и реализация максимального ресурса реле, то необходимо провести эксперимент и опытным путем подобрать резистор и конденсатор, наблюдая переходные процессы с помощью осциллографа.
  • Для защиты выходных транзисторных каскадов сигнализаторов RC-цепь подключают параллельно нагрузке.

    Источник: Компания «РусАвтоматизация»

    Оцените статью
    ПК Знаток
    Добавить комментарий

    Adblock
    detector