Materiály jádra relé a výběr klíčových komponent – ​​Analýza znalostí v oboru

Jako hlavní aktuátor v automatických řídicích systémech je výkon relé vysoce závislý na stupni shody mezi materiálovým systémem a konstrukčním návrhem. Od elektromagnetického systému po kontaktní systém a poté až po komponenty tepelné ochrany kladou různé části jasné požadavky na magnetickou permeabilitu, elektrickou vodivost, tepelnou stabilitu a mechanické vlastnosti materiálů. Tento článek systematicky shrnuje klíčové materiály pro relé z pohledu inženýrských aplikací.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V elektromagnetickém systému materiál jádra přímo určuje rychlost odezvy relé a energetickou účinnost. Běžná řešení využívají měkké magnetické materiály, jako je měkké železo nebo čisté železo, vyznačující se vysokou permeabilitou a nízkou koercitivitou, umožňující rychlou magnetizaci a demagnetizaci. Tyto materiály jsou široce používány v klíčových strukturách, jako je reléové železné jádro, elektromagnetické jádro a jádro pro elektromagnetické relé.

 

Ve specifických průmyslových aplikacích se elektrické čisté železo (jako je řada DT4) často používá ve vysoce-výkonových scénářích, jako jsou elektrotechnické čisté železné jádro, DT4C železné jádro a čisté železné jádro, a to díky své vysoké čistotě a stabilním magnetickým vlastnostem. Kromě toho reléová jádra DT4C pro kování za studena a kování za studena mohou dále zlepšit rozměrovou přesnost a hustotu materiálu, díky čemuž jsou vhodná pro automatizované montážní systémy hromadné výroby.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Struktura jádra se také liší v závislosti na aktuálním typu. Střídavá relé obvykle používají strukturu vrstveného křemíkového ocelového plechu ke snížení ztrát vířivými proudy, zatímco stejnosměrná relé jsou vhodnější pro monolitickou strukturu z čistého železa, jako je relé z čistého železa nebo železné jádro pro průmyslové řídicí relé, aby se zlepšila účinnost a stabilita magnetického obvodu. V aplikacích s přesným řízením návrhy využívající měkká magnetická železná jádra pro relé účinně vyvažují rychlost odezvy a řízení spotřeby energie.

 

V sekci cívky a konstrukčního připojení jsou vodivé materiály a konstrukční prvky stejně důležité. Relé obvykle obsahují měděné cívky a vodivé konektory a na vodičích se používají standardizované konstrukce, jako jsou kolíky jádra a kolíky relé, aby bylo dosaženo spolehlivých elektrických spojení a mechanické fixace. Měď zůstává hlavní volbou díky své vynikající vodivosti a obrobitelnosti, ale při návrhu je třeba najít rovnováhu mezi cenou a výkonem.

 

Kontaktní systém je jednou z nejdůležitějších funkčních jednotek relé a jeho výběr materiálu přímo ovlivňuje elektrickou životnost a zatížitelnost.

 

Mezi běžné kontaktní materiály patří čisté kovy, slitiny a cermety (materiály práškové metalurgie). Stříbro je lepší než měď, pokud jde o vodivost; proto se ve vysoce výkonných relé obvykle používají slitiny-stříbra, jako je AgNi (stříbro-nikl) a AgSnO₂ (stříbro-oxid cínu). Zejména AgSnO₂ vykazuje vyšší odolnost proti obloukové erozi a je vhodný pro scénáře vysokého-proudého zatížení. Na rozdíl od toho, zatímco měď je levnější, je náchylná k oxidaci a ablaci při vysoko-přerušení a vysokém-zatížení, a proto se častěji používá v nízko{10}} až střední{11}}rozsahu nebo v pomocných kontaktních strukturách.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V systémech tepelné ochrany používají tepelná relé jako snímací prvek jádra bimetalový pásek. Tato struktura se skládá ze dvou kovů s různými koeficienty tepelné roztažnosti. Když proud způsobí zvýšení teploty, pásek se ohne, čímž se aktivují kontakty a dosáhne se ochrany proti přetížení. Mezi běžné kombinace materiálů patří železo-nikl-slitiny chrómu a slitiny železo-nikl, které díky přesnému přizpůsobení charakteristik tepelné roztažnosti zajišťují stabilitu a opakovatelnost provozní křivky.

 

Stručně řečeno, návrh systémů reléových materiálů je více{0}}cílový optimalizační proces, který vyžaduje rovnováhu mezi magnetickou permeabilitou, elektrickou vodivostí, tepelnou stabilitou, mechanickou pevností a cenou. Od ocelových jader relé a jader relé z čistého železa až po vysoce-výkonné kontaktní materiály a přesnou výrobu konstrukčních součástí, jako je např.Jádro pro elektromagnetické relé, všechny odrážejí trend vývoje relé směrem k vyšší spolehlivosti a vyšší automatizaci. Pro aplikace v průmyslovém řízení, nové energetice a výkonové elektronice je výběr vhodného materiálu a řízení procesu zásadní pro dosažení dlouhodobě-stabilního provozu produktů.