Coś nie styka? Krótka encyklopedia doboru przekaźnika - Cześć 2. Cewki

fot. Relpol

W pierwszej części naszego poradnika zwróciliśmy uwagę na konieczność odpowiedniego doboru styków do aplikacji. Przedstawiliśmy również metody rozwiązywania nietypowych sytuacji, na które możemy napotkać w naszej pracy z układami elektrycznymi. Jeśli ktoś spotyka się pierwszy raz z tym cyklem artykułów zapraszamy do lektury poprzedniej części.

Czytaj: Część 1. Styki

Temat cewek z pozoru jest prosty. Zakładamy bowiem, że po podaniu napięcia układ po prostu musi zadziałać. Okazuje się jednak, że w rozdzielnicach mogą wystąpić różnego rodzaju zjawiska fizyczne, które wpływają na pracę cewek przekaźników. Na ich działanie mają też wpływ inne komponenty, dlatego warto, już na etapie projektowania, przewidzieć przynajmniej część mogących wystąpić czynników. Zagwarantuje nam to prawidłową pracę podczas uruchomienia oraz pewność eksploatacji.

Cewka to jakby serce przekaźnika i służy ona do przekształcania energii elektrycznej na energię mechaniczną. Podstawowymi parametrami, które ją charakteryzują są napięcie znamionowe, znamionowy pobór mocy oraz rezystancja cewki i zawsze są one podawane przez nas w katalogach. Z napięciem znamionowym nierozerwalnie wiążą się również wartości robocze napięcia zasilania oraz napięcie odpadania - są to bardzo istotne parametry dla stabilności pracy układu i te dane również znajdziemy w kartach. Ze względu na konstrukcję cewek możemy przytoczyć parę zależności, pomogą w rozwiązywaniu nietypowych sytuacji:

• Przy wzroście temperatury cewki wzrasta oporność uzwojenia.
  

• Wzrost temperatury uzwojenia powoduje zmniejszenie wielkości prądu przepływającego przez cewkę przekaźnika.
  

• Obniżenie prądu roboczego wywołuje wzrost progów napięcia włączenia i wyłączenia przekaźnika.

Indukcja w linii sterowniczej - jak ją poznać?

Jest to najczęstsze zjawisko, z jakim mamy do czynienia, dlatego poświęcimy mu najwięcej uwagi. Łatwo je rozpoznać po wzbudzeniu się przekaźnika lub żarzeniu się diod kontrolnych bez podania sygnału sterującego. Czasami zdarza się, że przekaźnik nie odpuszcza po zaniku napięcia, a w skrajnym wypadku może dojść do sytuacji w której sam się wzbudza pomimo braku sygnału sterującego. Jest to informacja, że prawdopodobnie spotykamy się ze zjawiskiem indukcji w linii sterowniczej. Najczęstsze powody występowania tego typu zjawiska to: długi obwód, położenie przewodów sterowniczych obok przewodów prądowych, występowanie silnych zakłóceń elektromagnetycznych wywoływanych przez inne urządzenia.

W sytuacji, gdy zdiagnozujemy silną indukcję powinniśmy podjąć wszelkie działania w celu wyeliminowania tego typu zjawisk lub dążyć do jego ograniczania. Jest to szczególnie ważne dla zachowania bezpieczeństwa układu. Jeśli jednak z jakiegoś powodu nie jesteśmy w stanie tego wykonać warto wówczas wykorzystać parę sprawdzonych metod.

Pierwszą z nich jest zamiana linii sterowniczej na niższe napięcie – wzbudzanie najczęściej występuje w liniach na 230V AC, przy zmianie napięcia na 24 V DC rezystancja cewki przekaźnika zmniejsza się zależnie od typu nawet 25-krotnie. Dzięki temu małe prądy indukcyjne nie są w stanie zakłócić nam pracy układu.

Drugą metodą również opierającą się na zmniejszeniu rezystancji jest zastosowanie „większego” przekaźnika. Dla porównania R4N 230V AC ma ponad dwukrotnie większą rezystancję niż R15 230V AC, więc po zastosowaniu sprawdzonej Piętnastki naturalnie zmniejszymy tendencję do wzbudzania się cewki.

Przekaźnik R4N
	Przekaźnik R15 2P

Trzecią metodą jest zastosowanie modułów rezystancyjnych M103 – jest to element, który wpięty w podstawkę (opcja dla przekaźników RM84, RM85 i R2N, R3N i R4N) powoduje równoległe połączenie cewki i rezystora zawartego w module, a co za tym idzie rezystancja zastępcza tego układu jest mniejsza niż samego przekaźnika. Jest to idealne rozwiązanie w sytuacji, w której nie jesteśmy w stanie wygospodarować więcej miejsca w rozdzielnicy.

Przekaźnik RM84	Przekaźnik RM85

Ostatnią metodą jest zastosowanie przekaźników interfejsowych do długich linii takich jak PIR6W-1P-230VAC/DC-10 zawierających aktywne filtry przeciwzakłóceniowe,  mających na celu eliminację prądów indukcyjnych. Przekaźniki te można stosować do tzw. długich linii sterujących o długości max. 300 m.

Przekaźnik interfejsowy PIR6W-1P do długich linii sterujących

Moduły typu M - przyjaciele naszej cewki

Cewki przekaźników w stanie zadziałania mają dużą indukcyjność, co powoduje, że w czasie wyłączania przekaźnika na cewce występuje raptowny wzrost napięcia. Stosując przekaźniki w układach elektrycznych powinniśmy zdawać sobie sprawę, że cewki są źródłem przepięć, które mogą być przyczyną zakłóceń dla pracy innych urządzeń. Dodatkowo przepięcia generowane przez cewki przekaźników mogą spowodować brak zgodności w zakresie badań związanych z kompatybilnością elektromagnetyczną. Moduły przeciwprzepięciowe, pełnią więc szczególnie ważną rolę w naszych układach i poza wskazywaniem obecności napięcia na cewce mają dodatkowe funkcje. O jednej z nich związanej z rezystancją wspomniałem już powyżej.

Jeśli zależy nam na ochronie wyjść półprzewodnikowych w sterowniku oraz poprawie parametrów związanych z kompatybilnością elektromagnetyczną, należy wybrać moduł zawierający diodę tłumiącą prądy zwrotne z cewki. W tym celu na napięcie 24V DC świetnie sprawdzi się moduł M42G. Stosując takie rozwiązanie mamy dodatkową pewność, że zakłócenia wprowadzane przez przekaźnik nie wzbudzą innych elementów układu. Tego typu moduły są standardowym wyposażeniem przekaźników PI84, PI85 oraz PIR2, PIR3, PIR4, dlatego szczególnie polecamy stosowanie tzw. Interfejsów podczas projektowania układów automatyki.

Przekaźnik PI84 z gniazdem GZM80	Przekaźnik PIR4

Dodatkowo w modułach M zależnie od wykonania możemy znaleźć warystory, kondensatory lub proste diody polaryzacyjne pozwalające na zbudowanie układu o możliwie największej niezawodności i bezpieczeństwie.

Przekaźniki 6mm typu PI6, PIR6W oraz PIR6WB mają już standardowo wbudowany w elektronice układ tłumiący prądy zwrotne z cewki, więc w tym wypadku nie musimy się martwić o dodatkowe zabezpieczenia.

Czasami zachodzi potrzeba zastosowania przekaźników o skrajnie małym poborze cewki oraz sporej obciążalności prądowej styków. Szczególnie na takie okazje w naszej ofercie można znaleźć przekaźniki w wykonaniu „Sensitive” (np. RM85 105 °C sensitive, RM87 sensitive), oznaczane literką s w kodzie napięcia sterującego. Są to przekaźniki, które przy zachowaniu gabarytów i wyprowadzeń swoich normalnych odpowiedników mają zastosowaną specjalną konstrukcję pozwalającą ograniczyć zużywany przez nie prąd w stanie załączenia.

Przekaźnik RM85 105 °C	Przekaźnik RM87 sensitive

Tradycyjnie zapraszamy do kontaktu z naszym działem technicznym. Z największą przyjemnością odpowiemy na nurtujące pytania i jeśli będzie taka potrzeba pomożemy w doborze odpowiednich rozwiązań. Dokładamy szczególną uwagę, aby w naszej ofercie i w naszym magazynie zawsze znajdowały się produkty, które pomagają rozwiązać nietypowe problemy naszych klientów.