Анализ моделей отказа реле и меры по их устранению

Thread Content

Реле — это электронный устройство управления, которое обычно используется в схемах автоматического управления. На самом деле это своего рода «автоматический выключатель», который использует меньший ток для управления более большим током. Таким образом, в схеме он выполняет функции автоматической регулировки, защиты, преобразования сигналов и т. д. Электромагнитный реле в основном состоит из катушки, железных пластин, пружины возврата, подвижных и неподвижных контактов и т. д. Структура типичного электромагнитного реле представлена на рисунке ниже. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050416089817.png Основная структура электромагнитного реле. Принцип работы электромагнитного реле: ◆ Когда в катушку подается ток, железный сердечник в её центре магнизируется и создает магнитное поле, которое притягивает железные пластины, как показано на рисунке. Железные пластины за счёт действия рычага приводят в движение соединённые с ними подвижные контакты. В этот момент контакты, находящиеся в разомкнутом состоянии, замыкаются, а контакты, находящиеся в замкнутом состоянии, размыкаются ； ◆После прерывания тока в катушке сердечник немедленно теряет магнитные свойства. Сжатая пружина возвращается в исходное положение, создавая силу, которая заставляет железную пластину вернуться на прежнее место. В этот момент контакты, открытые по умолчанию, разъединяются, а контакты, закрытые по умолчанию, соединяются. Анализ способов отказа реле и меры по их устранению yunrun.com.cn/tech/2662.html В некоторых специальных условиях реле, которые должны были бы работать нормально, начинают функционировать некорректно по различным причинам, что часто приводит к огромным убыткам. Поэтому при использовании реле мы должны четко понимать конкретные причины его отказа, чтобы затем принять соответствующие меры по их устранению и максимально избежать сбоев реле. Это может иметь огромное значение для защиты жизни и имущества людей. Что касается реле, то причин их неисправности может быть до двадцати. В зависимости от конкретных условий использования и среды работы причины неисправности реле также могут различаться. Компания Changhui Instruments приводит ниже лишь несколько наиболее распространенных причин неисправностей реле и способы их устранения в качестве справки для всех. Распространенные причины неисправности реле и способы их устранения 1. Аномалии в работе контактов ① Сваривание контактов реле: при прохождении через поверхность контактов больших токов при пиковых нагрузках, а также при частом переключении возникает тепло от дуги. Меры по устранению: а) не допускать снижения напряжения питания или напряжения на катушке, что может привести к дрожанию контактов ； б) Обратите внимание на нагрузки, при которых ток пусковых импульсов превышает номинальный ток ； в) Обратите внимание на частую смену режимов работы реле. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050420217254.png Порча контактов реле из-за их припайки. ② Перенос материала контактов реле: при переключении постоянного тока на контактах возникает тепло дуги, в результате чего материал контактов плавится и испаряется. Меры по решению проблемы: а) снижение пикового тока нагрузки с помощью последовательно подключенных резисторов ограничения тока ； б) Диоды, подключенные параллельно контактам, поглощают обратное электродвижущее силу. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050422007088.png Неисправности контактов реле, вызванные прилипанием контактов и переносом материала: ③ Карбиды приводят к неисправностям контактов реле: это часто происходит при подключении электромагнитных нагрузок (электромагнитных клапанов, контакторов и клапанов) к контактам реле. После длительного открытия и закрытия контактов импульсы тока приводят к разложению окружающих органических газов и карбонизации пыли, которые затем оседают на контактах, что в свою очередь приводит к плохому контакту между контактами. Меры по решению проблемы: а) обратное электродвижущее силовое напряжение у индуктивных нагрузок больше, чем у резистивных, поэтому здесь более вероятно возникновение карбонизации. б) В зоне контактов параллельно подключаются элементы для поглощения импульсов напряжения, такие как RC-цепи или диоды, чтобы поглощать обратное электродвижущее силовое напряжение. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050426539522.png Контакты реле, на которых образуются углеродистые включения. Упомянутые три вида неисправностей контактов являются распространенными формами выхода реле из строя в процессе его использования. С учетом надежности контактов, срока их службы, а также необходимости предотвращения шума, компания Changhui Instruments рекомендует использовать схемы защиты от электрических импульсов с элементами поглощения перенапряжений. К тому же в этот момент время снятия нагрузки будет немного замедлено; перед использованием просим подтвердить его с помощью реальной нагрузки. Кроме того, обратите внимание: неправильное использование приведёт к обратному эффекту. Типичный пример схемы защиты контактов реле 1. Схема защиты контактов ① Метод CR http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050500017897.png Может использоваться в схемах с переменным током, когда импеданс нагрузки меньше импеданса RC. C:0,1~1 мкФ ； R: Значение сопротивления, равное нагрузке. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050500362203.png Может использоваться в схемах питания AC и DC. C:0,1–1 мкФ ； R: Значение сопротивления, равное нагрузке. ②Режим диода: http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050507177352.png. Предназначен для использования с постоянным током. Используйте диоды с следующими характеристиками. Напряжение обратной толерантности: напряжение питания цепи нагрузки * 10; ток в прямом направлении: больше, чем ток нагрузки. ③Резисторы с чувствительностью к давлению: http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050511488692.png Могут использоваться в цепях питания переменного и постоянного тока. Для достижения наилучших результатов при использовании напряжения питания 24 В–48 В необходимо подключить резисторы чувствительности к напряжению на выходе цепи ； При напряжении питания 100 В–200 В между контактами подключается резистор с чувствительностью к напряжению. Примечание: не используйте следующую схему защиты контактов http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050516477124.png. а) Эта схема защиты очень эффективна для устранения искр при разъединении контактов. Однако при разъединении контактов конденсатор (C) накапливает заряд, а при их соединении из конденсатора течет ток короткого замыкания, поэтому контакты легко плавятся. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050517564742.png б) Данная защитная схема очень эффективна в устранении искр при разъединении контактов. Но при замыкании контактов, когда накопленный ток течёт в конденсатор, контакты могут легко плавиться. На практике почти все сбои реле обусловлены тем, что частое включение и выключение приводит к истечению срока их службы, либо к работе с высокомощными индуктивными нагрузками, что вызывает припаивание или карбонизацию контактов. Даже если некоторые устройства уже оснащены средствами защиты от скачков напряжения, такими как диоды, это всё равно не позволяет полностью исключить возможность их выхода из строя. Поэтому в тех случаях, когда требуется, чтобы контакты действительно обеспечивали включение и выключение, например, для отключения источника питания по сигналу кнопки экстренной остановки с помощью ретранслятора, необходимо использовать безопасные реле с функциями резервирования и самопроверки. Что же на самом деле представляют собой защитные реле с функциями резервирования и самопроверки? Далее приводится краткое описание особенностей безопасных реле для вашего справочника. Определение и характеристики защитных реле 1. Что такое защитное реле? Безопасный реле – это модуль, состоящий из нескольких реле и логических схем; он представляет собой элемент электрической схемы, целью которого является взаимное компенсирование недостатков в случае сбоев. Это позволяет обеспечить правильную работу устройства и снизить количество ошибочных срабатываний, тем самым повышая уровень безопасности. Точнее говоря, его следует называть модулем безопасности реле. Поскольку различные механические устройства и этапы производственного процесса сопряжены с разными рисками для безопасности, а также имеют разный уровень опасности. Поэтому при проектировании оборудования были разработаны различные защитные реле для защиты механизмов разного уровня опасности. Основная цель заключается в защите операторов оборудования, находящихся в средах с разным уровнем опасности. 2. Особенности полных реле: а. Безопасные реле представляют собой модули цепей, а не электронные компоненты ； б. Защитные реле имеют специальный цвет, обычно желтый или красный ； в. Благодаря различным требованиям к реле безопасности, а также благодаря дополнительной конструкции логических схем, уровень покрытия диагностикой очень высок — в некоторых случаях он достигает 99,9%. Поэтому такие реле могут использоваться в условиях, предъявляющих повышенные требования. Кроме того, существуют правила, согласно которым для обеспечения безопасности необходимо использовать сертифицированные реле безопасности. г. Реле безопасности имеют структуру с принудительным направлением контактов (или другие способы защиты), что позволяет сохранять безопасность даже в случае слипания контактов. Следовательно, «реле безопасности» — это не реле, свободное от неисправностей, а реле, которое выполняет определенные действия в случае возникновения неисправностей. Реле безопасности с принудительным направлением действия благодаря внутренней принудительной штанге не позволяет двум парам контактов (NO/NC) одновременно перейти в состояние «ВКЛ», даже если контакты сольются. Структура с принудительным направлением является простым и эффективным способом обнаружения неисправностей, связанных с припаиванием контактов. Согласно требованиям EN 50205, в независимых комбинациях контактов NO и NC, при плавлении контакта NO контакт NC не замыкается даже при отключении питания к катушке реле (без возбуждения), что обеспечивает зазор между контактами более 0,5 мм. Кроме того, при плавлении контактов типа NC даже при подаче напряжения на катушку реле (эксцитации) контакты типа NO не замыкаются, что обеспечивает зазор между контактами в размере 0,5 мм и более. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050436368188.png Плавление контактов NO реле с принудительным направлением сигнала http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050438086313.png Плавление контактов NC реле с принудительным направлением сигнала. Если контакты обычного реле плавятся, это может привести к тому, что оба пары контактов (NO/NC) будут находиться в состоянии подключения одновременно. Проще говоря: защитные реле более безопасны и надежны, они подходят для промышленных сред с высокими требованиями к безопасности. Сферы применения защитных реле: ① Кнопка экстренной остановки – для остановки работы оборудования в чрезвычайных ситуациях ； ②Используется защитный световой барьер для предотвращения попадания сотрудников в опасную зону ； ③Предназначен для использования с датчиками безопасности, определяющими положение двери, а также для управления её открытием и закрытием ； ④Применяется для переключателей электромагнитных замков, обеспечивая безопасность рабочей зоны ； ⑤Подходящий ключ используется вместе с переключателем безопасности двери для контроля за её открытием и закрытием ； ⑥Используется выключатель с защитным ковриком, чтобы убедиться, что сотрудники могут безопасно входить в зоны с высоким риском.