Coś nie styka? Krótka encyklopedia doboru przekaźnika - Cześć 3. Triki

fot. Elektromagnetyczne przekaźniki przemysłowe R3N i R4N

To już ostatnia cześć naszego poradnika związanego z doborem przekaźników. W pierwszych dwóch artykułach opisaliśmy zasady poprawnego doboru styków oraz cewek. W tym natomiast pragniemy przedstawić niestandardowe wykorzystanie parametrów przekaźników elektromagnetycznych oraz specjalne wykonania przekaźników produkowanych przez Relpol.

Triki, bo tak zatytułowany jest ten artykuł, mają na celu pokazanie jak zwiększyć pewność działania układu, oraz jak wykorzystać wyjątkowe cechy przekaźników.

Przeciążanie cewek przekaźników

Standardowa tolerancja cewki przekaźnika pozwala nam bez najmniejszego kłopotu zasilić przekaźniki napięciem niższym lub wyższym, przy zachowaniu właściwej temperatury otoczenia. Dla przykładu przekaźnik R4N na 24V zadziała przy 19,2 V DC oraz temperaturze otoczenia 20°C, ale napięcie 26,4 VDC nie stanowi dla niego kłopotu, nawet przy temperaturze otoczenia 70°C. Daje nam to niesamowitą możliwość do zwiększania napięcia zasilania jeśli jest taka potrzeba. Idealnie obrazują to produkty rodziny RM84, RM85, RM87. Przy cewce 24 V DC, utrzymując stałą temperaturę otoczenia 20°C, możemy zasilić je napięciem nawet 61,2 V DC – co daje nam ponad dwukrotnie większe napięcie niż znamionowe. Jeszcze lepiej wypadają wykonania z cewkami czułymi. Przekaźnik na 24V DC może pracować nawet na 72V DC. Wykresy oraz tabele informujące o dopuszczalnych zakresach pracy przekaźników dostępne są w kartach katalogowych produktów. Mogą się okazać szczególnie potrzebne gdy spotykamy się z niestandardowym napięciem lub chcemy zbudować możliwie najbardziej uniwersalny układ.

Przekaźnik RM84	Przekaźnik RM85	Przekaźnik RM87N

Łączenie równoległe styków przekaźnika

W sytuacji w kiedy zależy nam na zwiększeniu pewności zadziałania lub zmniejszeniu rezystancji wypadkowej styków, warto pokusić się o połączenie równoległe. Podwojenie punktów zetknięcia wywołane przez taką operację, może zmniejszyć ryzyko błędów nawet o połowę i daje nam niemal dwukrotny spadek rezystancji wypadkowej. Jest to idealne rozwiązanie w sytuacji, w której przewidujemy dużą ilość cykli pracy przekaźnika przy niskim napięciu i małym prądzie. Nie zaleca się stosowania tej metody przy działaniu na granicy maksymalnych parametrów prądowych. Dużo lepiej w takich warunkach sprawdza się zastosowanie przekaźnika o większej obciążalności, gdyż daje on większe bezpieczeństwo w przypadku wystąpienia stanów nieustalonych i przekroczenia dopuszczalnego obciążenia.

Szczelność przekaźnika – warunki środowiskowe

Jest to parametr, na który szczególnie warto zwrócić uwagę podczas projektowania systemów automatyki oraz elektroniki. Otoczenie przekaźnika może niekorzystnie wpłynąć na jego działanie. Szczególnie groźne są środowiska silnie zapylone oraz chemicznie agresywne, mogą one spowodować zapylanie lub korozję styków i elementów metalowych przekaźnika, a co za tym idzie wzrost rezystancji elementów łączeniowych lub nawet całkowite ich uszkodzenie. W tego typu miejscach najlepiej unikać produktów z przyciskami testującymi, które ze względu na konstrukcję mają naturalnie mniejszą szczelność i wybrać produkty ze zwiększonym IP. Relpol S.A., chcąc zapewnić jak najwyższą jakość produktu, w końcowym etapie produkcji stosuje proces hermetyzacji.

W przypadku w którym środowisko nie jest agresywne i jesteśmy zabezpieczeni przez zapyleniem warto zastosować produkty o mniejszym IP lub nawet rozszczelnić przekaźnik przez otwarcie kominka. Owocuje to lepszą wymianą termiczną, oraz emisją gazów powstających podczas tworzenia się łuku elektrycznego na stykach.

Prędkość zadziałania

Kolejne ważne parametry przekaźnika to czas działania i czas powrotu. Czas działania jest to czas zamknięcia styków przekaźnika po podaniu napięcia na cewkę. Parametry te stają się krytyczne w skomplikowanych układach przekaźnikowych oraz w układach elektroniki, pełniącej funkcje zabezpieczeniowe, gdzie ważny jest krótki czas reakcji. Warto przyjąć tu prostą zasadę – im większy przekaźnik tym wolniejszy. Dla porównania sprawdźmy parametry przekaźników monostabilnych z cewkami na prąd stały (czas zadziałania[ms]/czas powrotu[ms]) - R15 18ms/7ms, R4N 13ms/3ms, RM84 7ms/3ms, RSM850 3ms/3ms.

Przekaźnik R15-2P z cewką	Przekaźnik R15-2P z cewką

Prądy stałe

Największym wyzwaniem z jakim spotykają się przekaźniki elektromagnetyczne jest rozłączanie prądów stałych przy wysokich napięciach. Napięcia powyżej 60V DC potrafią zdecydowanie skrócić życie styków przekaźnika. Tego zagadnienia nie da się w prosty sposób rozwiązać zwiększeniem przerwy zestykowej, ani zmianą materiału styku. Aby zobrazować jak bardzo spada trwałość przekaźnika warto sprawdzić jak zachowuje się słynny przekaźnik R15 przy 110V DC i 220V DC. Tu z pomocą przychodzi nam karta katalogowa przygotowana przez Relpol S.A. Możemy odczytać z niej, że trwałość łączeniowa przy 110V DC wynosi 0,45A, a przy 220 V DC 0,22A. Doskonale w takich warunkach radzi sobie przekaźnik RM96 stosowany często w elektronice zabezpieczeniowej średnich napięć. Przy 220V DC notujemy wynik na poziomie 0,4A.

Specjalnie na potrzeby pracy przy prądach stałych Relpol przygotował przekaźnik RUC-M. Dzięki zastosowaniu magnesu trwałego jest on w stanie wytrzymać nawet 14A przy 110V DC oraz 12A przy 220V DC. Dodatkową zaletą jest możliwość pracy przy prądach przemiennych, gdzie trwałość styku jest taka sama jak w normalnym RUC-U, co pozwala np. zbudować tablice sterownicze z uniwersalnym napięciem sterowania.

Przekaźnik RUC	Przekaźnik RUC-M

Często jesteśmy nazywani pasjonatami i specjalistami przekaźników. Powyższe przykłady nie są w stanie opisać wszystkich sytuacji z jakimi spotykają się użytkownicy przekaźników. Każda aplikacja, każdy projekt z wykorzystaniem przekaźnika będzie wymagał indywidualnego podejścia. Mamy więc nadzieję, że dzięki lekturze którą dla Państwa stworzyliśmy, przybliżymy odrobinę temat, w którym specjalizujemy się już od ponad 55 lat. 

Czytaj poprzednie części Encyklopedii doboru przekaźnika: Część 1. Styki oraz Część 2. Cewki