Elektromagnetické relé

Elektromagnetické relé se aktivně používá k ovládání různých akčních členů, spínacích obvodů a ovládacích zařízení v elektronice.

Reléové zařízení je poměrně jednoduché. Jeho základem je cívka sestávající z velkého počtu závitů izolovaného drátu.

Uvnitř cívky je instalována měkká železná tyč. Výsledkem je elektromagnet. Konstrukce relé zahrnuje také kotvu. Ta je připevněna k pružinovému kontaktu. Samotný pružinový kontakt je připevněn k jhu. Spolu s tyčí a kotvou tvoří jho magnetický obvod.

Pokud je cívka připojena ke zdroji proudu, výsledné magnetické pole zmagnetizuje jádro. Ten zase přitahuje kotvu. Kotva je namontována na pružinovém kontaktu. Dále se pružinový kontakt sepne dalším pevným kontaktem. V závislosti na provedení relé může kotva mechanicky ovládat kontakty odlišně.

Reléové zařízení

Ve většině případů je relé namontováno v ochranném pouzdře. Může být buď kovové, nebo plastové. Podívejme se na reléové zařízení podrobněji na příkladu importovaného elektromagnetického relé „Bestar“. Podívejme se, co je uvnitř tohoto relé.

Zde je relé bez ochranného krytu. Jak vidíte, relé má cívku, tyč, pružinový kontakt, na kterém je připevněna kotva, a také ovládací kontakty.

Na schématech zapojení je elektromagnetické relé označeno následovně.

Symbol relé na schématu se skládá ze dvou částí. Jedna část (K1) je symbolem elektromagnetické cívky. Je označena jako obdélník se dvěma svorkami. Druhá část (K1.1; K1.2) představuje kontaktní skupiny, které relé ovládá. V závislosti na své složitosti může mít relé poměrně velký počet spínacích kontaktů. Ty jsou rozděleny do skupin. Jak vidíme, symbol znázorňuje dvě kontaktní skupiny (K1.1 a K1.2).

Jak relé funguje?

Princip činnosti relé názorně znázorňuje následující schéma. Je tam řídící obvod. Jedná se o samotné elektromagnetické relé K1, spínač SA1 a napájecí baterii G1. Je zde také akční člen, který je ovládán relé. Výkonný obvod se skládá ze zátěže HL1 (signálka), reléových kontaktů K1.1 a baterie G2. Zátěž může být například elektrická lampa nebo elektromotor. V tomto případě se jako zátěž používá signální žárovka HL1.

Jakmile sepneme ovládací obvod spínačem SA1, poteče proud z napájecí baterie G1 do relé K1. Relé bude fungovat a jeho kontakty K1.1 uzavřou obvod akčního členu. Zátěž bude napájena z baterie G2 a kontrolka HL1 se rozsvítí. Pokud rozpojíte obvod spínačem SA1, pak bude z relé K1 odpojeno napájecí napětí a kontakty relé K1.1 se opět rozepnou a kontrolka HL1 zhasne.

Spínané kontakty relé mohou mít vlastní konstrukci. Například se rozlišuje mezi normálně otevřenými kontakty, normálně uzavřenými kontakty a spínacími kontakty. Podívejme se na to podrobněji.

Normálně otevřené kontakty

Normálně rozpojené kontakty jsou kontakty relé, které jsou v rozepnutém stavu, dokud cívkou relé neprotéká proud. Jednoduše řečeno, když je relé rozepnuté, kontakty jsou také rozepnuté. V diagramech jsou relé s normálně rozepnutými kontakty označena takto.

Normálně zavřené kontakty

Normálně sepnuté kontakty jsou kontakty relé, které jsou v sepnutém stavu, dokud cívkou relé nezačne protékat proud. Ukazuje se tedy, že když je relé vypnuté, kontakty jsou sepnuté. Takové kontakty jsou na schématech znázorněny následovně.

Přepínání kontaktů

Přepínací kontakty jsou kombinací normálně sepnutých a normálně rozpojených kontaktů. Přepínací kontakty mají společný vodič, který přepíná z jednoho kontaktu na druhý.

Moderní rozšířená relé mají zpravidla spínací kontakty, ale mohou existovat i relé, která mají pouze normálně otevřené kontakty.

U importovaných relé jsou normálně otevřené kontakty relé označeny zkratkou NO. A normálně zavřené kontakty jsou označeny zkratkou NC. Společný kontakt relé je označen zkratkou COM (ze slova common – společný).

Nyní přejdeme k parametrům elektromagnetických relé.

Parametry elektromagnetických relé

Rozměry samotných relé zpravidla umožňují aplikovat jejich hlavní parametry na pouzdro. Jako příklad uvažujme importované relé „Bestar BS-115C“. Na jeho pouzdro jsou aplikovány následující nápisy.

COIL 12V DC je jmenovité napětí relé (12V). Protože se jedná o stejnosměrné relé, uvádí se zkratka DC voltage (zkratka DC znamená stejnosměrný proud/napětí). Anglické slovo COIL se překládá jako „cívka“, „solenoid“. Znamená to, že zkratka 12VDC označuje cívku relé.

Dále na relé jsou uvedeny elektrické parametry jeho kontaktů. Je zřejmé, že výkon kontaktů relé může být odlišný. To závisí jak na celkových rozměrech kontaktů, tak na použitých materiálech. Při připojování zátěže ke kontaktům relé musíte znát výkon, pro který jsou určeny. Pokud zátěž spotřebovává více energie, než pro kterou jsou kontakty relé navrženy, zahřejí se, jiskří a „přilepí se“. Přirozeně to povede k rychlému selhání kontaktů relé.

U relé jsou zpravidla uvedeny parametry střídavého a stejnosměrného proudu, které kontakty vydrží.

Například kontakty relé Bestar BS-115C jsou schopny spínat střídavý proud 12 A a napětí 120 V. Tyto parametry jsou zašifrovány v nápisu 12 A 120 V AC (zkratka AC znamená střídavý proud).

Relé je také schopno spínat stejnosměrný proud 10 A a napětí 28 V. To je indikováno nápisem 10 A 28 V DC. To byly výkonové charakteristiky relé, respektive jeho kontaktů.

Spotřeba energie relé

Nyní se podívejme na výkon spotřebovaný relé. Jak je známo, výkon stejnosměrného proudu se rovná součinu napětí (U) a proudu (I): P = U * I. Vezměme si hodnoty jmenovitého aktivačního napětí (12V) a spotřebovaného proudu (30 mA) relé Bestar BS-115C a získáme jeho spotřebovaný výkon (česky – Spotřeba energie).

Výkon relé Bestar BS-115C je tedy 360 miliwattů (mW).

Existuje ještě jeden parametr – citlivost relé. V podstatě se jedná o spotřebu energie relé, když je zapnuté. Je zřejmé, že relé, které k provozu vyžaduje méně energie, je citlivější než relé, která spotřebovávají více energie. Parametr, jako je citlivost relé, je obzvláště důležitý pro zařízení s autonomním napájením, protože zapnuté relé spotřebovává energii z baterie. Například existují dvě relé se spotřebou energie 200 mW a 360 mW. Relé s výkonem 200 mW má tedy větší citlivost než relé s výkonem 360 mW.

Jak zkontrolovat relé?

Elektromagnetické relé lze testovat běžným multimetrem v ohmmetrovém režimu. Protože vinutí cívky relé má aktivní odpor, lze jej snadno změřit. Odpor cívky relé se může pohybovat od několika desítek ohmů (Ω) do několika kiloohmů (kΩ). Obvykle mají miniaturní relé, která jsou navržena pro jmenovité napětí 3 volty, nejnižší odpor vinutí. Relé s jmenovitým napětím 48 voltů mají mnohem vyšší odpor vinutí. To je jasně patrné z tabulky, která uvádí parametry relé řady Bestar BS-115C.

Mějte na paměti, že spotřeba energie všech typů relé této řady je stejná a činí 360 mW.

Elektromagnetické relé je elektromechanické zařízení. To je asi největší plus a zároveň výrazné mínus.

Při intenzivním používání se jakékoli mechanické části opotřebovávají a stávají se nepoužitelnými. Navíc kontakty výkonných relé musí odolat obrovským proudům. Proto jsou potaženy slitinami drahých kovů, jako je platina (Pt), stříbro (Ag) a zlato (Au). Z tohoto důvodu jsou vysoce kvalitní relé poměrně drahá. Pokud vaše relé selže, můžete si koupit náhradní zde.

Mezi pozitivní vlastnosti elektromagnetických relé patří odolnost proti falešným poplachům a elektrostatickým výbojům.