Podstawy automatyki: co to jest przekaźnik elektromagnetyczny?

Przekaźniki to dość szeroka grupa urządzeń elektrycznych i elektronicznych, które znajdują zastosowanie w wielu różnych obszarach – m.in. w automatyce przemysłowej. Są one wykorzystywane do wywołania zmiany stanu na wyjściu w zależności od warunków wejściowych układu. Jednym z najpopularniejszych rodzajów jest przekaźnik elektromagnetyczny – dziś mamy dla wasnajważniejsze informacje na jego temat. Na wstępie warto również wspomnieć, że profesjonalne podłączenie przekaźnika wymaga znajomości wielu aspektów związanych z jego działaniem. Z uwagi na fakt, że liczba modułów takiego przekaźnika wpływa na jego charakterystykę pracy, jego podłączenie wymaga dokumentacji technicznej. Taką dokumentację można znaleźć w systemie CMMS, który służy nie tylko jako narzędzie do cyfrowej rejestracji pracy i szybkiego usuwania usterek, ale także jako baza instrukcji pracy, certyfikatów, dokumentacji technicznej, takiej jak schematy elektryczne. Sprawdź więcej w naszym artykule.

Przekaźnik – definicja i podstawy działania

W najprostszym ujęciu przekaźnik to komponent umożliwiający zamknięcie lub otwarcie obwodu elektrycznego. Zmiana stanu obwodu następuje w momencie, gdy na wejściu wykryta zostanie zmiana wybranego parametru – najczęściej jest to napięcie prądu, ale może być to też natężenie, częstotliwość czy kąt fazowy, a nawet temperatura czy ciśnienie płynu. Wyjście jest zmieniane skokowo, tj. stan zmienia się na przeciwny w momencie przekroczenia ustalonej wartości. Sama wartość może być przekroczona zarówno „w górę”, jak i „w dół” – w pierwszym przypadku mówimy o przekaźnikach nadmiarowych, a w drugim o przekaźnikach niedomiarowych.

Jak działa przekaźnik elektromagnetyczny?

Wyróżniamy kilka różnych rodzajów przekaźników, które mogą różnić się m.in. pod względem rodzaju elementów odpowiadających za zmianę wyjścia układu. W tym zakresie komponenty tego typu dzielą się głównie na przekaźniki elektromagnetyczne, cyfrowe i statyczne (półprzewodnikowe). Każdy z nich ma nieco inne zastosowanie, co wynika z różnic w ich działaniu – szczególną popularnością i wszechstronnością może pochwalić się właśnie przekaźnik elektromagnetyczny, wyróżniający się stosunkowo prostą budową i niezawodnym działaniem. W standardowej konfiguracji jest to przekaźnik, którego działanie zależy od wartości wejściowego napięcia prądu.

Przekaźnik elektromagnetyczny składa się z trzech podstawowych części: cewki elektromagnetycznej, układu pośredniczącego (styków i zwory, nazywanej także kotwicą) i rdzenia. Cewka odpowiada za wytworzenie pola magnetycznego, które powstaje, gdy prąd przepływa przez ten element. To z kolei powoduje przyciągnięcie zwory do rdzenia, wywołując tym samym zmianę położenia styków. Same styki mogą mieć różne konfiguracje – wyróżniamy zestyk zwierny („Z”; zamyka się, gdy zwora zadziała), rozwierny („R”; otwiera się, gdy zwora zadziała) i przełączający („P”; przełącza się między dwoma stanami). Zadaniem rdzenia jest natomiast wzmocnienie pola magnetycznego, by zapewnić odpowiednie przyciąganie elementów ruchomych. W momencie, gdy prąd na wejściu przestanie płynąć, pole magnetyczne znika, a styki powracają do pozycji początkowej, powodując rozłączenie układu. Taki mechanizm działania pozwala na proste, a jednocześnie kontrolowane przełączanie obwodu elektrycznego.

Przekaźniki elektromagnetyczne w automatyce

W kontekście automatyki przemysłowej, jak również automatyki jako szerzej pojętej całości, przekaźniki znajdują zastosowanie głównie w układach sterowania. Nie inaczej jest w tym przypadku – przekaźnik elektromagnetyczny najczęściej jest wykorzystywany do włączania i wyłączania poszczególnych części układu. Typowe użycie tego elementu opiera się na umieszczeniu go między obwodem sterującym, który odznacza się małą mocą, a obwodem wykonawczym, w obrębie którego moc jest większa. W ten sposób powstaje tzw. separacja galwaniczna, czyli izolacja między częściami systemu blokująca przepływ prądu.

Separacja galwaniczna wykonana z użyciem przekaźników elektromagnetycznych pozwala przede wszystkim zabezpieczyć się przed różnego rodzaju uszkodzeniami i awariami układu. Mowa zwłaszcza o przepięciach i zwarciach – możliwość szybkiego i łatwego przełączenia układu w zależności od wysokości napięcia wejściowego pozwala bez problemu uniknąć różnych niekorzystnych sytuacji. Jest to także skuteczne zabezpieczenie przed błędami w łączeniu obwodów. Nie można jednak pominąć także roli odgrywanej przez przekaźniki poza samym obszarem bezpieczeństwa; pod względem funkcjonalnym przekaźnik elektromagnetyczny może posłużyć m.in. do przełączania obciążeń o dużej mocy, wykorzystując do tego układ o małej mocy. Ponadto przekaźnik można zastosować do odbiorników o różnych wartościach napięcia (np. 12 V i 24 V) w celu wprowadzenia ich do układu z inną, pojedynczą wartością napięcia (np. 230 V).

Zalety i wady przekaźników elektromagnetycznych

Nie ma wątpliwości, że przekaźniki elektromagnetyczne cieszą się szerokim zastosowaniem w różnych obszarach automatyki i przemysłu. Wynika to m.in. z ich stosunkowo prostej konstrukcji, która zapewnia niezawodne działanie, jak również z niskiej ceny zakupu. Co istotne, przekaźniki tego rodzaju wykazują dodatkowo odporność na zakłócenia elektromagnetyczne, co czyni je optymalnym wyborem do środowisk o dużym narażeniu na takie zjawiska.

Należy jednak mieć na uwadze także pewne ograniczenia przekaźników elektromagnetycznych. Jest to m.in. wolniejszy czas reakcji w porównaniu z innymi rodzajami przekaźników, zwłaszcza z przekaźnikami półprzewodnikowymi. W razie intensywnego użytkowania należy ponadto liczyć się z ograniczoną żywotnością mechaniczną, ponieważ ruchome elementy mogą ulegać stopniowemu zużyciu. Mimo tego przekaźniki elektromagnetyczne nadal pełnią istotną funkcję w przemyśle, elektronice i automatyce, zapewniając niezwykle przydatną funkcjonalność, rozszerzone możliwości sterowania układów i podwyższoną odporność na różne zagrożenia.

Podsumowanie

Zwiększ efektywność swojego działu UR! Nasz system CMMS może być kluczem do optymalizacji procesów. Skontaktuj się z nami lub przetestuj QRmaint przez 14 dni. Zadzwoń teraz: +48 12 400 41 70.