Kioldókról és relékről II.
2008/9. lapszám | Kemény József | 6062 |
Figylem! Ez a cikk 18 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A továbbiakban ismerjünk meg röviden néhány kioldó és relé fajtát! A korábban felsorolt kioldókon és reléken kívül feltétlenül még meg kell említeni a következőket. Söntkioldó (munkaáramú kioldó), feszültségforrás által táplált kioldó. A feszültségf...
A korábban felsorolt kioldókon és reléken kívül feltétlenül még meg kell említeni a következőket. Söntkioldó (munkaáramú kioldó), feszültségforrás által táplált kioldó. A feszültségforrás lehet független a főáramkör feszültségétől (például a feszültség rákapcsolásával tudjuk kezdeményezni a hozzá csatlakozó kapcsolókészülék kikapcsolását).
Feszültségcsökkenési relé vagy kioldó: olyan relé vagy kioldó, amely kiváltja a mechanikus kapcsolókészülék nyitását vagy zárását késleltetéssel vagy anélkül, ha feszültség a relé vagy kioldó kapcsain egy előre meghatározott érték alá esett. (Ha a védett eszközre káros a túlzott feszültségcsökkenés – például aszinkron motornál – ilyen kioldóval rendelhetjük védőkészülékünket.)
Visszáramrelé vagy -kioldó (csak egyenáram esetén): olyan relé vagy kioldó, amely kiváltja a mechanikus kapcsolókészülék nyitását vagy zárását késleltetéssel vagy anélkül, ha az áram ellenkező irányban folyik és egy előre meghatározott értéket meghalad.
• Elsőként a jól ismert ikerfémes kioldót (hőrelét, túlterhelés kioldót stb.) vizsgáljuk meg.
Rajzjele a 6. ábrán, idő-áram jelleggörbéje a 7. ábrán látható. A kioldó alapja a két különböző hőtágulási együtthatójú összehengerelt lemezből álló ikerfém. Az átfolyó áram hatására elhajló ikerfém oldja az érintkező(k) zárszerkezetét. Az érintkezők kézi vagy automatikus visszaállításúak lehetnek. A 7. ábrán látható, hogy az egyezményes nem kioldó áram = 1.05•In, és a jelleggörbe inverz jellegű, ugyanis növekvő áramokhoz csökkenő működési idő tartozik. A kioldónak mind három-, mind kétfázisú táplálás esetén helyesen kell működnie. Egy lehetséges megoldást mutat a 8. ábra.
 |
| 6. ábra |
 |
| 7. ábra |
 |
||
|
Normál, hibamentes üzem 1: kioldhíd |
Háromfázisú terhelés | Egy fázis kimaradása |
| 8. ábra | ||
• Másodszorra egy elektronikus, analóg jelfeldolgozású túláram relét vizsgáljunk meg! A relé blokkvázlata és a működését bemutató időfüggvények a 10. ábrán láthatók.
A relék bemenő áramköre általában galvanikus leválasztást biztosító áramköri megoldást tartalmaznak. A leválasztás többnyire vagy transzformátoros (esetünkben) vagy optikai. A bemenő jelet egyenirányítjuk, majd a K1 komparátorra vezetjük. A komparátor kétállapotú kimenettel rendelkezik (9. ábra), az Um megszólalási és az Ue elengedési érték jellemző működésére. Ha Ube > Um, akkor Uki maximális, ha viszont Ube < Ue, akkor Uki minimális, ha Ube < Ue és folyamatosan növekszik, akkor Ube > Um esetén vált át a kimenet maximális értékre, ha pedig Ube > Um és folyamatosan csökken, akkor Ube < Ue esetén vált a kimenet minimális értékre. A 10. ábra első időfüggvénye az egyenirányított jelet mutatja, bejelölve a K1 komparátor Um és Ue értékét.
 |
| 9. ábra |
A K1 kimenőjele megfelel a komparátorról írottaknak. Az Ny nyújtó áramkör tulajdonképpen egyenirányítást és simítást végez. Az Ny kimeneti jelébe berajzoltuk a K2 komparátor komparálási szintjét. A K2 komparátor vezérli a V végrehajtó elemet, amely jelen esetben érintkezőjével tud előre meghatározott hirtelen változást létrehozni kimeneti áramkörökben.
 |
| 10. ábra |
• Harmadszorra vizsgáljuk meg az elektronikus, digitális jelfeldolgozású kioldók/relék felépítését! A 11. ábra mutatja be ezen készülékek blokkvázlatát. Tulajdonképpen egy speciális számítógépet látunk: a készülék „lelke” a CPU, amely tartalmazza a mikroprocesszort és a működéshez szükséges egyéb áramköröket. A programot a ROM tartalmazza és átmeneti tárolásra a RAM szolgál. Az I/O, a BE/KI, a be- és kimeneti áramkörök a szokásos 3 BUSZ-on keresztül csatlakoznak a CPU-hoz. A folyamatokat a CPU a VEZÉRLŐBUSZ-on keresztül irányítja, az egységeket a CÍMBUSZ-on keresztül megszólítva és az adatforgalmat az ADATBUSZ-on keresztül bonyolítva le. A bemenetek két nagy csoportra oszthatók: analóg és digitális bemenetekre. Az analóg bemenetek jelei (feszültségek, áramok) transzformátoros (általában mérőváltók) leválasztáson jutnak a szűrő áramkörökre (a nagyfrekvenciás zavarokat szűrik ki a hasznos jelből) [Filt], majd a mintavételező/tartó áramkörökre (S/H). A mintavételező áramkör a megfelelő időpillanatokban vesz mintát a bemenő jelből és a kimeneti tartóáramkör a minta értékét tartja a következő mintavételig. A MUX multiplexer időben egymás után kapcsolja a minta értékeket az A/D analóg/digitális átalakítóra. Az A/D átalakító az analóg jeleket a mikroprocesszor által feldolgozható számjegyekké alakítja. A számjegyek kötött sorrendjét a CPU feldolgozza, illetve eltárolja. A digitális bemenetek szintén galvanikus leválasztáson, többnyire a rajzon látható optikai csatoló segítségével csatlakoznak a BUSZ-okra.
 |
| 11. ábra |
A kimeneti áramkörök többnyire relés vagy félvezetős kimenetek, a megfelelő galvanikus leválasztással. Esetünkben a galvanikus leválasztást a relék végzik. Végül a DIS jelű display-ről kell még pár szót szólnunk: ez az egység kijelzőként használható. Hátra van még a paraméterváltó, -beállító bemenet, amelyet adatbeviteli eszközként használhatunk. A blokkvázlaton nincs külön feltüntetve a külső eszköz csatlakoztatására szolgáló bármely szabványos (RS232, RS485, PROFIBUSZ stb.) csatlakozási felület, mert ezzel nem minden készülék rendelkezik.
A digitális jelfeldolgozású kioldók és relék a legsokfélébbek, lehetnek például
• túlterhelés kioldók/relék;
• motorvédő kioldók/relék;
• programozható relék (mini PLC);
• időrelék;
• vezérlőrelék;
• feszültségfigyelő relék;
• teljesítményfigyelő relék stb.
Vizsgáljuk meg részletesebben a 12. ábrán látható túlterhelés relét/kioldót! Ha az egységet kapcsolókészülékbe építik, kioldóként, egyébként reléként viselkedik. Az elektronika felépítését a korábbi bevezető alapján már ismerjük. A táplálás a három fázisba épített (ÁV) áramváltókon keresztül történik. Amennyiben a gyártó a rajz szerinti áramváltó földelést előírja, szigorúan tartsuk be az előírást, mert a transzformátor primer és szekunder tekercse közötti szórt kapacitás bizonytalan potenciálra hozza a szekunder tekercset, ami az elektronikánkra nézve veszélyes feszültséget jelenthet. Természetesen a földelt és földeletlen tekercs tapintása is más (érintésvédelem). Gyakorlatilag a relé működési áramtartományát az áramváltó meghatározza. Ha más áramtartományra van szükségünk, akkor csak az áramváltót kell kicserélnünk és a relében kell átállítani az új helyzetnek megfelelően az áramváltó áttételét. A túlterhelés relén különböző késleltetési osztályokat tudunk beállítani. A hőrelé lehetséges idő-áram jelleggörbéje a 13. ábrán látható. A vízszintes tengelyen a beállítási áram n-szerese látható, míg a függőleges tengely a működési időt mutatja. A 6xIe értéknél olvasható le a késleltetési osztályhoz tartozó késleltetési idő, ami egyben az osztály elnevezését is jelenti. Az ilyen relé gyakorlatilag minden áramváltozással járó túlterhelési feladat megoldására alkalmas.
A gyártók többnyire lehetővé teszik a 14. ábra szerinti karakterisztikájú, például a védett motorba épített termisztor csatlakoztatását a túlterhelés reléhez. Ha nincs termisztor beépítve a védett gépbe, berendezésbe, akkor ezeket a kapcsokat rövidre kell zárnunk. A termisztorral kiegészített túlterhelésrelé az áramváltozással, a hőmérséklet változással, illetve a mindkettővel járó túlterhelések elleni védelmet tudják biztosítani. A PTK (pozitív hőmérsékleti együtthatójú) termisztornak az υc, ún. „Curie” hőmérséklet értéktől rohamosan nő az ellenállása. Az elektronika az ellenállás változást érzékeli, és lekapcsolja a védett eszközt a villamos hálózatról.
A relé különböző üzemmódokra kapcsolható. Például a modellezett hűlési folyamat végén automatikusan vagy kézi nullázás után kapcsol csak vissza. A relék ezen túlmenően képesek a motor csillag-háromszög indítását is vezérelni.
 |
| 12. ábra |
 |
| 13. ábra |
 |
| 14. ábra |
