Имайки дискретен (релеен, транзисторен) изход, често се свързва индуктивен товар (устройства, които включват индуктивна намотка). Появата на дъгови разряди по време на отварянето на такива електрически вериги има изключително негативен ефект върху работоспособността на релейните контакти и изходните етапи на сензорите, намалявайки техния експлоатационен живот.

За да се елиминират вредните ефекти на дъговите разряди, се използват вериги за потискане на искра, които се инсталират паралелно на релейните контакти или успоредно на товара.

Без да навлизаме във физиката на преходните процеси и причините за дъговите разряди, считаме за най-ефективните и широко използвани вериги за потискане на искрата на постоянен и променлив ток.

DC вериги:

Силиконовият диод се включва паралелно с индуктивния товар; когато контактите са затворени и са в стабилно състояние, това не влияе на работата на веригата. Когато натоварването е изключено, възниква самоиндукционно напрежение, което е противоположно по полярност на работното напрежение, диодът се отваря и отменя индуктивното натоварване. Диодите изключително ефективно премахват дъговите разряди и предпазват релейните контакти от изгаряне по-добре, отколкото всяка друга верига за потискане на искрата. Този метод е приложим и за сигнални устройства с транзисторен изход.

Правила за избор на обратен диод:

RC верига е най-евтиното и широко използвано средство за защита на променливотокови и постоянни вериги.

За разлика от диодните вериги, RC веригите могат да бъдат инсталирани както успоредно на товара, така и паралелно на релейните контакти. В някои случаи натоварването е физически недостъпно за монтиране на елементи за спиране на искри върху него и тогава единственият начин за защита на контактите е заобикаляне на контактите с RC вериги.

Изчисляване на RC верига, свързана успоредно на релейните контакти:

където C е капацитетът на RC веригата, микрофаради.

I - работен ток на натоварване, А.

където R е съпротивлението на RC веригата, Ohm.

I - работен ток на натоварване, А.

Най-лесният начин да използвате универсална номограма. От известните стойности на напрежението на източника на захранване U и натоварващия ток I, на номограмата се намират две точки, след които между точките се вижда права точка, показваща желаната стойност на съпротивлението R. Стойността на капацитета C се изчислява по скала до текущата скала I. Номограмата дава на разработчика доста точни данни, т.е. при практическото изпълнение на схемата ще е необходимо да се изберат най-близките стандартни стойности за резистора и кондензатора на RC веригата.

RC верига, свързана успоредно на товара

Използва се, когато инсталирането на RC верига, успоредна на релейните контакти, е нежелателно или невъзможно. Следните приблизителни стойности на елементите са предложени за изчисление:

За да се защитят етапите на изходния транзистор на сигналните устройства, RC веригата е свързана паралелно с товара.

Тази статия ще се фокусира върху реле защита за контакт и входни вериги на устройства, чувствителни към пренапрежения на напрежение и ток в вериги постоянен и променлив ток, използвайки:

• RC вериги;
• диодна верига;
• диодна ценерова диодна верига;
• варистор верига.

Когато включвате и изключвате различни електрически съоръжения, токът в електрическата верига, като правило, се различава от стойността на стационарното състояние. В този случай разсейването е няколко пъти. По-долу са диаграмите на текущите промени, когато са включени различни характерни видове товари.

Когато индуктивният товар е изключен, възниква ЕМП на самоиндукция (от няколкостотин до няколко хиляди волта). Такова пренапрежение може да повреди превключващия елемент или значително да намали ресурса му. Ако токът в тези натоварвания е сравнително малък (единици ампери), тогава влиянието на ЕМП на самоиндукция върху контактите, превключващи индуктивния товар, може да доведе до коронарен разряд или дъга.

Това от своя страна може да доведе до появата на оксиди и карбиди върху контактите. Излагането на самоиндукция на ЕМП също може да повреди устройството, което е често срещано с индуктивното натоварване на силовата верига.

Например, електронно реле за време, свързано успоредно с мощно междинно реле, може да се повреди или може да стане нестабилно, ако не бъдат предприети мерки за защита от ЕМП на самоиндукция.

Когато между контактите възникне електрическа дъга, контактните точки се разрушават поради прехвърлянето на материал от контактните повърхности. Това води до заваряване на контактите и промяна на формата на контактите и в резултат на това до увеличаване на преходното съпротивление.

Увеличаването на преходното съпротивление води до увеличаване на отделянето на топлина в контактната точка, нейното окисляване и в резултат на това до пълна загуба на контакт.

За да се защити ресурсът на контактите и да се защитят товари, се използват различни методи за защита.

Защита на контактите и входните вериги на устройства, чувствителни към въздействието на напрежения и токови напрежения в DC и AC вериги.

Използва се, когато инсталирането на RC верига, успоредна на релейните контакти, е нежелателно или невъзможно. Следните приблизителни стойности на елементите са предложени за изчисление:

С \u003d 0,5 ... 1 микрофарада на 1 A от тока на натоварване;

R \u003d 50 ... 100% от съпротивлението на товара.

След изчисляване на стойностите на R и C, е необходимо да се провери допълнителното натоварване на релейните контакти по време на преходния процес (заряд на кондензатора), произтичащ от това, както е описано по-горе.

Стойностите на R и C не са оптимални. Ако се нуждаете от най-пълната защита на контактите и реализирането на максималния живот на релето, тогава е необходимо да се проведе експеримент и експериментално да се избере резистор и кондензатор, като се наблюдават преходни процеси с осцилоскоп.

Предимства на RC веригата успоредна на товара:

добро потискане на дъгата, няма течове на течове към товара през отворените релейни контакти.

недостатъци:

при ток на натоварване по-голям от 10 A, големи стойности на капацитета налагат инсталирането на сравнително скъпи и големи кондензатори; за оптимизиране на веригата е желателно експерименталната проверка и подбор на елементи.

Снимките показват формите на вълната на напрежението при индуктивен товар в момент на прекъсване на захранването без маневриране (фиг. 33) и с инсталирана RC верига (фиг. 34). И двете форми на вълната имат вертикална скала от 100 волта / деление.

Тук не се изисква специален коментар, ефектът от инсталирането на искрогасителна верига се вижда веднага. Процесът на генериране на високочестотни смущения с високо напрежение в момента на отваряне на контактите е поразителен, ние ще се върнем към това явление при анализа на релето на ЕМС.

Снимки, направени от университетски доклад за оптимизиране на RC вериги, инсталирани успоредно на релейни контакти. Авторът на доклада проведе сложен математически анализ на поведението на индуктивния товар с шунт под формата на RC верига, но в резултат препоръките за изчисляване на елементите бяха сведени до две формули:

Фигура 33
Изключването на индуктивния товар причинява много сложен преходен период

Фигура 34
Дясната RC защитна верига елиминира преходното време

където C е капацитетът на RC веригата, микрофарад, I е токът на работен товар. А;

R \u003d Eo / (10 * I * (1 + 50 / Eo))

където Eo е напрежението при натоварването. В, I е текущият работен ток. A, R е съпротивлението на RC веригата, Ohm.

Отговор: С \u003d 0,1 микрофарада, R \u003d 20 ома. Тези параметри са в отлично съответствие с номограмата, дадена по-рано.

В заключение ще се запознаем с таблицата от същия доклад, която показва практически измереното напрежение и време на закъснение за различни оскъдни вериги. Електромагнитно реле с напрежение на бобината 28 VDC / 1 W служи като индуктивен товар, веригата за гасене на искрата е инсталирана успоредно на релейната намотка.