Შუალედური რელეების შერჩევის მიმართ მითითებები ძაბვის განაწილებისთვის

Შუალედური რელეების როლის გაგება ელექტროსისტემებში

Რა არის შუალედური რელე და როგორ მუშაობს ის?

Შუალედური რელეები იმ გადამწყვეტ საკომპლექტო კომპონენტებს წარმოადგენენ, რომლებიც მცირე მართვის სიგნალებს უშვებენ დიდი ელექტრული დატვირთვისთვის. წარმოიდგინეთ, რომ ისინი ძირითადად სიგნალის გამაძლიერებლები არიან. ისინი იღებენ ერთ შესასვლელ წყაროს, მაგალითად სენსორის ან PLC ბრძანებას და ერთდროულად რამდენიმე წრედს ამოქმედებენ. ინდუსტრიის სტატისტიკა აჩვენებს, რომ ავტომატიზებული სისტემების დაახლოებით 78% ამ რელეებზეა დამოკიდებული, რათა დაუკავშირდეს დელიკატური მართვის პანელები იმ მძიმე სამრეწველო ტექნიკასთან, რომელიც საწარმოშია. ჟგყპჱა ჟლსფა, აკჲ გჱვქრვ ჱა ჟვდა კჲლკჲ პვკვნჲ ბთქვ ეა ოპვკაჟრთრვ ოჲჟლვენჲ ჟლვე ჲბჟვნვლნარა ევლთკჲნთკა.

Ელექტრო იზოლაცია მართვის და დატვირთვის წრეებს შორის

Შუალედური რელეები უზრუნველყოფენ უსაფრთხოების მნიშვნელოვან უპირატესობებს, რადგან ისინი ქმნიან ელექტრო იზოლაციას დაბალი ძაბვის მართვის წრეებს შორის, რომლებიც ჩვეულებრივ მუშაობს დაახლოებით 12-24 ვოლტიანი დ.კ.-ს შორის და მაღალი ძაბვის დატვირთვის წრეებს შორის, რომლებსაც ასეთი განცალკევება ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან ის ხელს უშლის ძაბვის სიმაღლის ზრდას პროგრამირებადი ლოგიკური კონტროლერების ან მოკლეში PLC-ების დაზიანებისგან. Ponemon-ის მიერ 2023 წელს ჩატარებული კვლევის თანახმად, ეს დაცვა დაახლოებით 2/3-ით ამცირებს მოწყობილობების გაუმართაობას იმ ადგილებში, სადაც ოპერაციული სიტუაცია საკმაოდ ინტენსიურია. ის რაც ამ პროცესს ასე კარგად ხდის არის ის, რომ ელექტრომაგნიტური რგოლი მუშაობს ფაქტობრივად კონტაქტის წერტილებთან განცალკევებით. არ არსებობს პირდაპირი ელექტრული კავშირი, რაც შედის და რაც გადის, რაც დამატებს კიდევ ერთ ფენას დაცვის მოულოდნელი ხარვეზებისგან.

Მართვის სისტემის მოქნილობა სიგნალის გამაძლიერებისა და განაწილების გზით

Შუალედური რელეები აძლიერებენ სისტემის ადაპტაციურობას:

• Სუსტი სენსორების გამონაბოლქვის გაძლიერება ძრავის დასაწყისისთვის
• Კონტაქტების გამრავლება ერთი სიგნალიდან რამდენიმე მოწყობილობის მართვისთვის
• Სხვადასხვა ქვესისტემებში ძაბვის გადაქცევა

Ეს შესაძლებლობა სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ისეთი პროგრამებისათვის, როგორიცაა კონვეიერის სისტემები, სადაც ერთი ტემპერატურის სენსორი შეიძლება საჭირო იყოს საგანგაშო სიგნალების გასაშვებად, ძრავების შესაჩერებლად და გაგრილების გულშემატკივრების ჩართვისთვის.

Ძირითადი ელექტრული მახასიათებლები: ძაბვის, დენის და დატვირთვის თავსებადობა

Კონტროლის წრეების სპეციფიკაციებთან შედარებით სოლიის ძაბვის შედარება

Რელეები უნდა მუშაობდნენ მართვის წრის ნომინალური ძაბვის ±10%-ის ფარგლებში საიმედო მუშაობისთვის. 24 ვოლტიანი რელე, რომელსაც 28 ვოლტიანი ენერგია მიეწოდება, რისკის ქვეშაა, რომ რგოლები დაიწვა, ხოლო 12 ვოლტიანი მიწოდება, რომელიც 24 ვოლტიან რელეს მართავს, შეიძლება ვერ დახუროს კონტაქტები არასაკმარისი მაგნიტური

Კონტაქტის დენის შეფასება დატვირთვის თავსებადობისთვის

Კონტაქტის ნომინაციები უნდა აღემატებოდეს დატვირთვის მაქსიმალურ დინებას 25-30%-ით, ინდუქციური დატვირთვისთვისთვის გავრცელებული შეძენის დინების დასაშვებად. ინდუსტრიულ გარემოში, კონტაქტები, რომლებიც ≥10A-ზეა განსაზღვრული, ტიპურია. ვერცხლი-ნიკელის შენადნობები 40%-ით მეტ სიცოცხლეს იძლევა, ვიდრე სპილენძი 400VAC-ის გამოყენებისას.

Შემოსავალი დენის გავლენა შუალედური რელეს კონტაქტის მდგრადობაზე

Ინდუქციური დატვირთვები, როგორიცაა ძრავები, წარმოქმნიან დაწყების სიჩქარეს ნორმალური მუშაობის დენის 12-ჯერ. 5 ცხენის ძრავას, რომელიც იწყებს 35A-ს, შეუძლია დააზარალოს ნაკლებად დიდი რელეს კონტაქტები 500 ციკლის განმავლობაში. თანამედროვე შეჭრის რეიტინგული რელეები ფუნქციონირებს ვოლფრემით გამაგრებული კონტაქტები, რომლებიც შეუძლიათ გაუძლონ 1 მილიონი ოპერაცია 50A სიძლიერის დონეზე.

Შემთხვევის შესწავლა: მოცულობის ქვემოთ რელეს გაუმართაობა ძრავის მართვის პროგრამაში

Ერთ-ერთ საფუთი ქარხანაში ყოველკვირეულად ხდებოდა რელეს გაუმართაობა, სანამ ანალიზებმა არ გამოავლინა, რომ 8A-ს ნიშნით განთავსებული ერთეულები ექვემდებარებოდნენ 92A-ს ძრავის დაწყების პიკებს. მათი შეცვლა 20A შეჭრის რეიტინგული მოდელებით აღმოფხვრა ნაადრევი დაქვეითება, რაც ხაზს უსვამს ხარჯების გავლენას არასწორი კონტაქტის რეიტინგის შერჩევისას.

Დატვირთვის ტიპები, გარემოს პირობები და მოთხოვნები

Რეზისტენტული vs ინდუქციური დატვირთვები: გავლენა შუალედური რელეს შერჩევაზე

Გამათბობლების მსგავსი რეზისტენტული დატვირთვები მოიხმარენ მუდმივ დენს, რაც რელეს შერჩევას მარტივს ხდის. ინდუქციური დატვირთვები, მათ შორის ძრავები და ტრანსფორმატორები, წარმოქმნიან მაღალ შემომჭრელ დენებს, რომლებიც აღემატება მათ ნომინალურ მნიშვნელობას (NEMA 2023), რაც მოითხოვს რელეებს 150–200%-ით მაღალი კონტაქტური მნიშვნელობით, კონტაქტური შედუღების თავიდან ასაცილებლად.

Ელექტროენერგიის განაწილებაში შეფერხების მაღალი სიმძლავრის მოთხოვნების დამუშავება

Თანამედროვე ენერგოსისტემებში, გაუმართაობის დენის სიმძლავრემ შეიძლება 65 კA-ს მიაღწიოს. ასეთ გარემოში გამოყენებული რელეები უნდა აკმაყოფილებდეს IEC 60947-2 სტანდარტებს, მათ შორის რკალური მილებისა და მაგნიტური გამორთვის სისტემებს 15 კA-ზე მეტი ძაბვის შეწყვეტისთვის. საველე მონაცემები აჩვენებს, რომ ორმაგი გაწყვეტის მქონე კონტაქტის დიზაინი 480 ვოლტიან პანელებში ერთჯერადი გაწყვეტის მქონე კონტაქტებთან შედარებით რკალის წარმოქმნის ხანგრძლივობას 40%-ით ამცირებს.

Გარემო ფაქტორები: ტემპერატურა, ტენიანობა და დაბინძურება

Ოპერაციული პირობები მნიშვნელოვნად მოქმედებს რელეს საიმედოობაზე:

Მონაცემები 23 000 სამრეწველო ერთეულიდან მიუთითებს IP67-ით დახურული რელეების მიღწევებზე 90,000 ოპერაცია ფოლადის ქარხნებში, ორჯერ მეტი სიცოცხლის ხანგრძლივობა ღია ჩარჩოების მოდელების (ABB Power Solutions 2023).

Ტენდენცია: მჭიდროდ დახურული რელეების გამოყენების ზრდა მძიმე სამრეწველო გარემოში

Დახურული რელეები IEC 60529 IP69K სტანდარტების შესაბამისად ახლა საჭიროა საკვები პროდუქტების დამუშავებისა და ოფშორული პლატფორმებისათვის. მაღალი წნევის გარეცხვისა და ქიმიური ზემოქმედების მიმართ გამძლე, ეს ერთეულები ინარჩუნებენ სტაბილურ კონტაქტურ წინააღმდეგობას 100mΩ- ზე დაბალი 50 000 ციკლის განმავლობაში. IP69K რელეების გლობალური მოთხოვნა 2020 წლიდან ყოველწლიურად 18% -ით გაიზარდა.

Კონტაქტის კონფიგურაციები და ჩავარდნისგან დაცული დიზაინი შუალედურ რელეებში

SPDT და DPDT კონფიგურაციები კომპლექსური მართვის ლოგიკისთვის

SPDT რელეები მუშაობენ ერთი შეყვანის დაერთებით ერთ-ერთ ორ გამომავალიდან ერთ-ერთში, რასაც საერთო ტერმინალი ჰქვია. ეს საკმაოდ მოსახერხებელია მარტივი ავტომატიზაციის სამუშაოებისთვის, სადაც რაღაც უნდა გადაიტანოს მიმართულებები, მაგალითად, როდესაც ძრავებს უნდა გადაუხვიონ ბრუნვა. და კიდევ არსებობს DPDT რელეები რომლებიც ყველაფერს განსხვავებულად მოაგვარებენ. ისინი მართავენ ორ სრულიად განსხვავებულ წრეებს ერთდროულად, რაც მათ შესანიშნავს ხდის სარეზერვო სიტუაციებში, სადაც ყველაზე მნიშვნელოვანია საიმედოობა. მაგალითად, სამრეწველო გარემოში, ამ რელეებს შეუძლიათ გააქტიურონ გამაფრთხილებელი შუქები და ასევე, აჩერონ მოწყობილობა ავტომატურად, როდესაც მოულოდნელი დენის მატება ან ძაბვის დონეზე ვარდნა ხდება. მრავალფუნქციური მოწყობილობების მართვის უნარი DPDT მოდელებს განსაკუთრებით ღირებულს ხდის უსაფრთხოების კრიტიკულ აპლიკაციებში სხვადასხვა ინდუსტრიის მასშტაბით.

NO vs NC კონტაქტები უსაფრთხოების კრიტიკულ დენის გამანაწილებელ სისტემებში

Როდესაც მათში ელექტროენერგია არ გადის, ჩვეულებრივ გახსნილი კონტაქტები იქვე იჯდებიან, სანამ რაღაც არ გააჩენს მათ ელექტროენერგიას, რაც მათ შესანიშნავად ხდის რაღაცების დასაწყებად, მაგალითად, როდესაც მოტორს უნდა ამოქმედდეს. მეორე მხრივ, ჩვეულებრივ დახურული კონტაქტები ყოველთვის მჭიდროდ იხურება, თუ არ გააქტიურდება. ეს კონფიგურაცია ძალიან მნიშვნელოვანია უსაფრთხოების საკითხებში, მაგალითად, საგანგებო შეჩერების ღილაკის დაჭერისთვის. მაგალითად, საავადმყოფოებში, მათი ელექტრო სისტემები ძლიერ დამოკიდებულია ნოტიორული კონტაქტებზე, ასე რომ, თუ ძირითადი ენერგია გათიშულია, ეს სათადარიგო გენერატორები იწყებენ მუშაობას ისე, რომ არავის არ დასჭირდება ღილაკების დაჭერა და ამა

Სტრატეგია: კონტაქტის შერჩევა ხარვეზსაწინააღმდეგო მოთხოვნების საფუძველზე

Გამოიყენეთ NC კონტაქტები სისტემებში, რომლებიც საჭიროებენ ავტომატურ რეაგირებას ხარვეზებზე, როგორიცაა ხანძრის ჩაქრობა ან საგანგებო გაჩერება. ხელოვნური გადახურვის საჭიროებისთვის, როგორიცაა კონვეიერის მართვა, NO კონტაქტები მექანიკურ ჩაკეტვებთან ერთად. 2023 წლის მართვის სისტემების კვლევის შედეგად დადგინდა, რომ SPDT-ის ზედმეტი კონფიგურაციები ქსელის ჰაბებში 62%-ით ამცირებს არაპროგნოზირებულ შეფერხებებს, ვიდრე ერთკონტაქტური კონსტრუქციები.

Ელექტრომექანიკური და მყარი მდგომარეობის შუალედური რელეები: შესრულება და ტენდენციები

Ელექტრომექანიკური რელეები (EMR): საიმედოობა და ხარჯთაღრიცხვა

Ელექტრომექანიკური რელეები იყენებენ ფიზიკურ კონტაქტებს 10A-მდე დენის დასაჭერად, რაც უზრუნველყოფს ძლიერი შესრულებას ძრავის მართვისა და მსგავსი მაღალი დატვირთვის პროგრამებში. მათი მარტივი კონსტრუქცია უზრუნველყოფს 85%-იან დანაზოგს მყარი მდგომარეობის ალტერნატივებთან შედარებით დაბალი ციკლის სცენარებში. თუმცა, მექანიკური დაქვეითების გამო, სტანდარტული EMR-ები დაახლოებით 100 000 ოპერაციაზეა შეზღუდული.

Მყარი მდგომარეობის რელეები (SSR): უპირატესობები გადართვის სიჩქარისა და სიცოცხლის ხანგრძლივობის მხრივ

Მყარი მდგომარეობის რელეებს მოძრავი ნაწილები არ აქვთ, რაც ელექტრომაგნიტურ რელეებთან შედარებით 100-ჯერ უფრო სწრაფად გადართვის საშუალებას იძლევა 1 მილიწამზე ნაკლებ დროში, რაც მათ იდეალურს ხდის ისეთი ზუსტი აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა რობოტიკა და HVAC კონტროლი. ინდუსტრიის კვლევები ადასტურებს, რომ SSR-ებს შეუძლიათ 50 მილიონზე მეტი ოპერაციის შესრულება, რაც ამართლებს მათ უფრო მაღალ საწყის ფასს მაღალი ციკლის გარემოში.

Ფენომენი: ჰიბრიდული ტექნოლოგიების გამოყენება თანამედროვე ელექტროენერგიის განაწილების ქსელებში

Დღესდღეობით, სამრეწველო ობიექტების 65% იყენებს ჰიბრიდულ სარელეო სისტემებს, რომლებიც აერთიანებს ელექტრომაგნიტურ რელეებს პიკური დატვირთვების მართვისთვის და სწრაფი ლოგიკური გადართვისთვის განკუთვნილი SSR-ების. ეს სტრატეგია იყენებს ელექტრომაგნიტური რელეების 0.02 დოლარის/ციკლის ეკონომიას და SSR-ების ვიბრაციისადმი მდგრადობას ისეთ მომთხოვნ გარემოში, როგორიცაა კონვეიერის ხაზები.

Საკამათო ანალიზი: ელექტრონული სამედიცინო ჩანაწერების (EMR) გრძელვადიანი ტექნიკური მომსახურების ხარჯები SSR-ის წინააღმდეგ

Მიუხედავად იმისა, რომ EMR-ები 60%-ით ნაკლებია, მათი სამწლიანი მოვლა საშუალოდ 1200 დოლარს უჯდება, SSR-ების შემთხვევაში კი 150 დოლარს. თუმცა SSR-ები დაუსაბუთებლობის პრობლემებს აწყდებიან არასტაბილურ ქსელებში. 23% უადრევად უშვებს ძაბვის სიმაღლის მატების გამო (IEEE 2024). სიცოცხლის ციკლის ანალიზი აჩვენებს, რომ SSR-ები 18 თვის შემდეგ უკეთესად იბრუნებენ ინვესტიციას მაღალი მოქმედების ციკლის გამოყენებისას.