المرحل الكهرومغناطيسي: الجهاز ووضع العلامات والأنواع + تفاصيل الاتصال والضبط

تحويل الإشارات الكهربائية إلى الكمية الفيزيائية المقابلة - الحركة، القوة، الصوت، إلخ.وما إلى ذلك، ويتم ذلك باستخدام محركات الأقراص. يجب تصنيف محرك الأقراص كمحول لأنه جهاز يقوم بتغيير نوع واحد من الكمية المادية إلى نوع آخر.

عادةً ما يتم تنشيط محرك الأقراص أو التحكم فيه بواسطة إشارة أمر ذات جهد منخفض. يتم تصنيفه أيضًا على أنه جهاز ثنائي أو مستمر بناءً على عدد الحالات المستقرة. وبالتالي، فإن المرحل الكهرومغناطيسي هو محرك ثنائي، مع الأخذ في الاعتبار حالتين مستقرتين متاحتين: التشغيل - الإيقاف.

تتناول المقالة المقدمة بالتفصيل مبادئ تشغيل المرحل الكهرومغناطيسي ونطاق استخدام الأجهزة.

أساسيات تصميم محرك الأقراص

يشير مصطلح "التتابع" إلى الأجهزة التي توفر اتصالاً كهربائيًا بين نقطتين أو أكثر من خلال إشارة التحكم.

النوع الأكثر شيوعًا والأكثر استخدامًا من المرحلات الكهرومغناطيسية (EMR) هو التصميم الكهروميكانيكي.

هذا هو الشكل الذي يبدو عليه أحد التصميمات من سلسلة عديدة من المنتجات تسمى المرحلات الكهرومغناطيسية. تظهر هنا نسخة مغلقة من الآلية باستخدام غطاء زجاجي شفاف

يوفر نظام التحكم الأساسي لأي جهاز دائمًا القدرة على تشغيله وإيقاف تشغيله. أسهل طريقة لتنفيذ هذه الخطوات هي استخدام مفاتيح قفل الطاقة.

يمكن استخدام المفاتيح التي يتم تشغيلها يدويًا للتحكم، ولكن لها عيوب. عيبها الواضح هو ضبط حالة "التشغيل" أو "الإيقاف" فعليًا، أي يدويًا.

عادةً ما تكون أجهزة التبديل اليدوية كبيرة الحجم وبطيئة المفعول وقادرة على تبديل التيارات الصغيرة.

تعد آلية التبديل اليدوية "قريبًا بعيدًا" للمرحلات الكهرومغناطيسية. يوفر نفس الوظيفة - تبديل خطوط العمل، ولكن يتم التحكم فيه يدويًا بشكل حصري

وفي الوقت نفسه، يتم تمثيل المرحلات الكهرومغناطيسية بشكل أساسي بواسطة مفاتيح يتم التحكم فيها كهربائيًا. الأجهزة لها أشكال وأبعاد مختلفة ويتم تقسيمها وفقًا لمستوى الطاقة المقدر لها. إمكانيات تطبيقها واسعة النطاق.

يمكن أن تكون هذه الأجهزة، المجهزة بزوج واحد أو أكثر من جهات الاتصال، جزءًا من تصميم واحد لمشغلات الطاقة الأكبر حجمًا - الموصلات، والتي تستخدم لتبديل جهد التيار الكهربائي أو الأجهزة ذات الجهد العالي.

المبادئ الأساسية لتشغيل السجلات الطبية الإلكترونية

تقليديا، يتم استخدام المرحلات الكهرومغناطيسية كجزء من دوائر التحكم في التبديل الكهربائية (الإلكترونية). في هذه الحالة، يتم تثبيتها إما مباشرة على لوحات الدوائر المطبوعة أو في وضع حر.

الهيكل العام للجهاز

عادة ما يتم قياس تيارات الحمل للمنتجات المستخدمة من كسور أمبير إلى 20 أمبير أو أكثر. دوائر الترحيل منتشرة على نطاق واسع في الممارسة الإلكترونية.

أجهزة ذات تكوينات مختلفة، مصممة للتثبيت على لوحات الدوائر الإلكترونية أو مباشرة كجهاز مثبت بشكل منفصل

يعمل تصميم المرحل الكهرومغناطيسي على تحويل التدفق المغناطيسي الناتج عن جهد التيار المتردد/المستمر المطبق إلى قوة ميكانيكية. وبفضل القوة الميكانيكية الناتجة، يتم التحكم في مجموعة الاتصال.

التصميم الأكثر شيوعًا هو نموذج المنتج الذي يتضمن المكونات التالية:

• ملف مثير
• نواة الفولاذ؛
• هيكل الدعم
• مجموعة الاتصال.

يحتوي القلب الفولاذي على جزء ثابت يسمى الهزاز وجزء متحرك محمل بنابض يسمى عضو الإنتاج.

بشكل أساسي، يكمل عضو الإنتاج دائرة المجال المغناطيسي عن طريق إغلاق فجوة الهواء بين الملف الكهربائي الثابت وعضو الإنتاج المتحرك.

التصميم التفصيلي للهيكل: 1 – إطلاق الزنبرك؛ 2 - قلب معدني. 3 - مرساة. 4 - الاتصال مغلق عادة؛ 5 – الاتصال مفتوح عادة ; 6 - الاتصال العام. 7 – لفائف من الأسلاك النحاسية. 8 - الروك

يتحرك عضو الإنتاج على مفصلات أو يدور بحرية تحت تأثير المجال المغناطيسي المتولد. يؤدي هذا إلى إغلاق نقاط الاتصال الكهربائية المرفقة بالتركيبات.

عادةً ما يقوم زنبرك (نوابض) العودة الموجود بين الذراع المتأرجح وعضو الإنتاج بإرجاع جهات الاتصال إلى موضعها الأصلي عندما يتم إلغاء تنشيط ملف الترحيل.

تشغيل نظام التتابع الكهرومغناطيسي

يحتوي تصميم EMR الكلاسيكي البسيط على مجموعتين من الاتصالات الموصلة للكهرباء.

وعلى هذا يتحقق حالان لفريق الاتصال:

1. عادة فتح الاتصال.
2. اتصال مغلق عادة.

وبناء على ذلك، يتم تصنيف زوج من جهات الاتصال على أنه مفتوح عادة (NO) أو، في حالة مختلفة، مغلق عادة (NC).

بالنسبة للمرحل ذو موضع اتصال مفتوح عادة، يتم تحقيق الحالة "المغلقة" فقط عندما يمر تيار المجال عبر الملف الحثي.

أحد الخيارين الممكنين لتعيين مجموعة جهات الاتصال الافتراضية. هنا، في حالة إلغاء تنشيط الملف، يتم ضبط الوضع "الافتراضي" على الوضع المغلق (المغلق) بشكل طبيعي

في خيار آخر، يظل الوضع المغلق عادة لنقاط الاتصال ثابتًا عندما لا يكون هناك تيار إثارة في دائرة الملف. وهذا يعني أن جهات اتصال التبديل تعود إلى وضعها الطبيعي المغلق.

لذلك، يجب أن يشير المصطلحان "مفتوح عادةً" و"مغلق عادةً" إلى حالة التلامسات الكهربائية عند إلغاء تنشيط ملف الترحيل، أي يتم إيقاف تشغيل جهد إمداد التتابع.

مجموعات الاتصال التتابع الكهربائية

عادةً ما تكون اتصالات الترحيل عبارة عن عناصر معدنية موصلة للكهرباء تتلامس مع بعضها البعض وتكمل الدائرة، وتعمل بشكل مشابه لمفتاح بسيط.

عندما تكون نقاط الاتصال مفتوحة، يتم قياس المقاومة بين نقاط الاتصال المفتوحة عادة كقيمة عالية بالميجا أوم. وهذا يخلق حالة دائرة مفتوحة عندما يتم التخلص من مرور التيار في دائرة الملف.

تتمتع مجموعة الاتصال لأي مفتاح كهروميكانيكي في الوضع المفتوح بمقاومة تصل إلى عدة مئات من الميجا أوم. قد تختلف قيمة هذه المقاومة قليلاً بين النماذج المختلفة.

إذا كانت نقاط الاتصال مغلقة، فيجب أن تكون مقاومة الاتصال صفرًا نظريًا - نتيجة ماس كهربائي.

ومع ذلك، لا يتم ملاحظة هذا الشرط دائمًا.تتمتع مجموعة الاتصال لكل مرحل فردي بمقاومة اتصال معينة في الحالة "المغلقة". وتسمى هذه المقاومة مستقرة.

ملامح مرور تيارات الحمل

لممارسة تثبيت مرحل كهرومغناطيسي جديد، لوحظ أن مقاومة الاتصال بالتبديل صغيرة، وعادةً ما تكون أقل من 0.2 أوم.

يتم شرح ذلك ببساطة: تظل الأطراف الجديدة نظيفة حتى الآن، ولكن بمرور الوقت ستزداد مقاومة الطرف حتماً.

على سبيل المثال، بالنسبة لجهات الاتصال التي تحمل تيارًا قدره 10 أمبير، سيكون انخفاض الجهد 0.2x10 = 2 فولت (قانون أوم). من هذا يتبين أنه إذا كان جهد الإمداد المقدم إلى مجموعة الاتصال هو 12 فولت، فإن جهد الحمل سيكون 10 فولت (12-2).

عندما تبلى أطراف الاتصال المعدنية دون أن تكون محمية بشكل صحيح من الأحمال الحثية أو السعوية العالية، فإن تلف القوس أمر لا مفر منه.

قوس كهربائي على أحد جهات الاتصال لجهاز التبديل الكهروميكانيكي. وهذا أحد أسباب الضرر الذي يلحق بفريق الاتصال في غياب التدابير المناسبة

يؤدي القوس الكهربائي - الذي يحدث عند نقاط الاتصال - إلى زيادة مقاومة التلامس للأطراف، ونتيجة لذلك، إلى حدوث أضرار مادية.

إذا واصلت استخدام المرحل في هذه الحالة، فقد تفقد أطراف الاتصال خصائص الاتصال الفعلية الخاصة بها تمامًا.

ولكن هناك عامل أكثر خطورة عندما يؤدي تلف القوس إلى لحام نقاط الاتصال معًا، مما يؤدي إلى حدوث حالة ماس كهربائي.

في مثل هذه الحالات، يكون هناك خطر تلف الدائرة التي يتم التحكم فيها بواسطة السجلات الطبية الإلكترونية.

لذلك، إذا زادت مقاومة التلامس بسبب تأثير القوس الكهربائي بمقدار 1 أوم، فإن انخفاض الجهد عبر نقاط الاتصال لنفس تيار الحمل يزداد إلى 1 × 10 = 10 فولت تيار مستمر.

هنا، قد يكون حجم انخفاض الجهد عبر جهات الاتصال غير مقبول لدائرة الحمل، خاصة عند العمل بجهد إمداد يتراوح بين 12-24 فولت.

تتابع نوع مادة الاتصال

من أجل تقليل تأثير القوس الكهربائي والمقاومات العالية، يتم تصنيع أو تغليف أطراف التلامس الخاصة بالمرحلات الكهروميكانيكية الحديثة بسبائك مختلفة ذات أساس فضي.

بهذه الطريقة من الممكن إطالة عمر خدمة مجموعة الاتصال بشكل كبير.

نصائح حول لوحات الاتصال لأجهزة التبديل الكهروميكانيكية. فيما يلي خيارات النصائح المطلية بالفضة. هذا النوع من الطلاء يقلل من عامل الضرر

في الممارسة العملية، يتم استخدام المواد التالية لمعالجة أطراف مجموعات الاتصال للمرحلات الكهرومغناطيسية (الكهروميكانيكية):

• حج - الفضة؛
• AgCu - النحاس والفضة.
• AgCdO - أكسيد الفضة والكادميوم؛
• AgW - التنغستن الفضي؛
• AgNi - النيكل الفضي.
• AgPd - البلاديوم الفضي.

يتم تحقيق زيادة عمر خدمة أطراف مجموعات اتصال التتابع عن طريق تقليل عدد الأقواس الكهربائية عن طريق توصيل مرشحات المكثفات المقاومة، والتي تسمى أيضًا مخمدات RC.

ترتبط هذه الدوائر الإلكترونية بالتوازي مع مجموعات الاتصال للمرحلات الكهروميكانيكية. يبدو أن ذروة الجهد، التي يتم ملاحظتها في لحظة فتح جهات الاتصال، مع هذا الحل قصيرة بأمان.

إن استخدام مخمدات RC يجعل من الممكن قمع القوس الكهربائي الذي يتشكل عند أطراف الاتصال.

التصميم النموذجي لجهات اتصال EMR

بالإضافة إلى جهات الاتصال الكلاسيكية المفتوحة عادة (NO) والمغلقة عادة (NC)، تتضمن آليات تبديل الترحيل أيضًا تصنيفًا يعتمد على الإجراء.

ميزات تصميم عناصر التوصيل

تسمح تصميمات مرحل النوع الكهرومغناطيسي في هذا التجسيد بواحد أو أكثر من جهات اتصال التبديل المنفصلة.

هذا هو شكل الجهاز، الذي تم تكوينه تقنيًا لتصميم SPST - أحادي القطب وأحادي الاتجاه. هناك أيضًا إصدارات أخرى متاحة

يتميز تصميم جهات الاتصال بالمجموعة التالية من الاختصارات:

• SPST (رمي أحادي القطب) - أحادي القطب أحادي الاتجاه؛
• SPDT (رمي مزدوج القطب واحد) - ثنائي الاتجاه أحادي القطب؛
• DPST (رمي مزدوج القطب واحد) – ثنائي القطب أحادي الاتجاه؛
• DPDT (رمي مزدوج القطب مزدوج) - ثنائي القطب ثنائي الاتجاه.

يتم تعيين كل عنصر ربط على أنه "قطب". يمكن توصيل أو إعادة ضبط أي منها، مع تنشيط ملف التتابع في نفس الوقت.

الدقيقة من استخدام الأجهزة

على الرغم من بساطة تصميم المفاتيح الكهرومغناطيسية، إلا أن هناك بعض التفاصيل الدقيقة في ممارسة استخدام هذه الأجهزة.

وبالتالي، لا ينصح الخبراء بشكل قاطع بتوصيل جميع جهات اتصال الترحيل بالتوازي من أجل تبديل دائرة الحمل عالية التيار بهذه الطريقة.

على سبيل المثال، قم بتوصيل حمل 10 أمبير عن طريق توصيل نقطتي اتصال على التوازي، كل منهما مُقدر لتيار 5 أمبير.

ترجع دقة التثبيت هذه إلى حقيقة أن جهات اتصال المرحلات الميكانيكية لا تغلق أو تفتح أبدًا في نفس الوقت.

ونتيجة لذلك، سيتم تحميل أحد جهات الاتصال بشكل زائد في أي حال.وحتى مع الأخذ في الاعتبار الحمل الزائد على المدى القصير، فإن الفشل المبكر للجهاز في مثل هذا الاتصال أمر لا مفر منه.

عادة ما تنتهي العملية غير الصحيحة، وكذلك توصيل المرحل خارج قواعد التثبيت المحددة، بهذه النتيجة. تم حرق جميع المحتويات الموجودة بالداخل تقريبًا

يمكن استخدام المنتجات الكهرومغناطيسية كجزء من الدوائر الكهربائية أو الإلكترونية ذات استهلاك الطاقة المنخفض كمفاتيح للتيارات والفولتية العالية نسبيًا.

ومع ذلك، فمن غير المستحسن بشكل صارم تمرير الفولتية تحميل مختلفة من خلال جهات الاتصال المجاورة لنفس الجهاز.

على سبيل المثال، قم بالتبديل بين 220 فولت تيار متردد و24 فولت تيار مستمر. يجب دائمًا استخدام منتجات منفصلة لكل خيار لضمان السلامة.

تقنيات حماية الجهد العكسي

جزء كبير من أي مرحل كهروميكانيكي هو الملف. يتم تصنيف هذا الجزء على أنه حمل ذو تحريض عالي لأنه ملفوف بالأسلاك.

أي ملف ملفوف بالسلك لديه بعض الممانعة، التي تتكون من المحاثة L والمقاومة R، وبالتالي تشكل دائرة تسلسلية LR.

ومع تدفق التيار عبر الملف، يتم إنشاء مجال مغناطيسي خارجي. عندما يتوقف تدفق التيار في الملف في وضع "إيقاف التشغيل"، يزداد التدفق المغناطيسي (نظرية التحول) ويتولد جهد EMF عكسي عالي (القوة الدافعة الكهربائية).

يمكن أن تكون قيمة الجهد العكسي المستحث أكبر بعدة مرات من جهد التبديل.

وفقا لذلك، هناك خطر تلف أي مكونات أشباه الموصلات الموجودة بالقرب من المرحل. على سبيل المثال، يستخدم الترانزستور ثنائي القطب أو ذو التأثير الميداني لتطبيق الجهد على ملف التتابع.

خيارات الدوائر التي توفر الحماية لعناصر التحكم في أشباه الموصلات - الترانزستورات ثنائية القطب والتأثير الميداني والدوائر الدقيقة وأجهزة التحكم الدقيقة

إحدى الطرق لمنع تلف الترانزستور أو أي جهاز تحويل أشباه الموصلات، بما في ذلك وحدات التحكم الدقيقة، هي توصيل صمام ثنائي متحيز عكسي بدائرة ملف الترحيل.

عندما يتدفق التيار عبر الملف مباشرة بعد إيقاف التشغيل، يولد EMF خلفي مستحث، فإن هذا الجهد العكسي يفتح الصمام الثنائي المتحيز العكسي.

من خلال أشباه الموصلات، تتبدد الطاقة المتراكمة، مما يمنع تلف أشباه الموصلات التحكم - الترانزستور، الثايرستور، متحكم.

يُطلق على أشباه الموصلات التي يتم تضمينها غالبًا في دائرة الملف أيضًا:

• الصمام الثنائي دولاب الموازنة
• تجاوز الصمام الثنائي
• الصمام الثنائي العكسي.

ومع ذلك، ليس هناك فرق كبير بين العناصر. كلهم يؤدون وظيفة واحدة. بالإضافة إلى استخدام ثنائيات التحيز العكسي، يتم استخدام أجهزة أخرى لحماية مكونات أشباه الموصلات.

نفس سلاسل مخمدات RC ومكثفات أكسيد المعدن (MOVs) وثنائيات زينر.

وضع علامات على أجهزة التتابع الكهرومغناطيسي

عادةً ما تتم الإشارة إلى التسميات الفنية التي تحمل معلومات جزئية حول الأجهزة مباشرةً على هيكل جهاز التبديل الكهرومغناطيسي.

يشبه هذا التعيين اختصارًا ومجموعة أرقام.

يتم تسمية كل جهاز تحويل كهروميكانيكي بشكل تقليدي. يتم تطبيق المجموعة التالية من الرموز والأرقام تقريبًا على الجسم أو الهيكل، للإشارة إلى معلمات معينة

مثال على وضع علامات على حالة المرحلات الكهروميكانيكية:

RES32 RF4.500.335-01

يتم فك تشفير هذا الإدخال على النحو التالي: مرحل كهرومغناطيسي منخفض التيار، سلسلة 32، يتوافق مع التصميم وفقًا لجواز السفر RF 4.500.335-01.

ومع ذلك، فإن مثل هذه التسميات نادرة. في أغلب الأحيان توجد إصدارات مختصرة دون إشارة صريحة إلى GOST:

RES32 335-01

كما يتم تحديد تاريخ الصنع ورقم الدفعة على هيكل الجهاز (على الجسم). المعلومات التفصيلية موجودة في ورقة البيانات الفنية للمنتج. يتم تزويد كل جهاز أو دفعة بجواز سفر.

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

يشرح الفيديو بشكل شائع كيفية عمل إلكترونيات التبديل الكهروميكانيكية. تمت ملاحظة التفاصيل الدقيقة للتصميمات وميزات الاتصال والتفاصيل الأخرى بوضوح:

تم استخدام المرحلات الكهروميكانيكية كمكونات إلكترونية لبعض الوقت. ومع ذلك، يمكن اعتبار هذا النوع من أجهزة التبديل عفا عليه الزمن. يتم استبدال الأجهزة الميكانيكية بشكل متزايد بأجهزة أكثر حداثة - إلكترونية بحتة. أحد الأمثلة على ذلك هو مرحلات الحالة الصلبة.

هل لديك أسئلة، أو وجدت أخطاء، أو لديك حقائق مثيرة للاهتمام حول الموضوع يمكنك مشاركتها مع زوار موقعنا؟ يرجى ترك تعليقاتك وطرح الأسئلة ومشاركة تجربتك في كتلة الاتصال الموجودة أسفل المقالة.