من المعروف منذ فترة طويلة أن معظم التطبيقات الصناعية المتطورة لها مرحلات للعمل بكفاءة. المرحلات هي مفاتيح بسيطة تعمل آليًا وميكانيكيًا. وهي تتكون من مجموعة من جهات الاتصال ومغناطيس كهربائي ، بفضل آلية التبديل التي يتم تنفيذها. هناك مبادئ أخرى للعملية تختلف باختلاف تطبيقها. ما هي أنواع المرحلات الموجودة؟
لماذا هي فعالة جدا؟
تحدث العملية الرئيسية للترحيل في الأماكن التي يمكن فيها تطبيق إشارة منخفضة الطاقة فقط. يستخدم هذا الجهاز أيضًا في الأماكن التي يجب التحكم فيها في دوائر متعددة بإشارة واحدة. بدأ استخدامها أثناء اختراع الهواتف ، والتي لعبت دورًا مهمًا في تحويل المكالمات في المقسمات الهاتفية. كما تم استخدامها لإرسال البرقيات عبر مسافات طويلة.
بعد اختراع أجهزة الكمبيوتر ، ساعدوا في إجراء عمليات منطقية مختلفة باستخدام الإشارات.
تصميم
يتكون التتابع من أربعة أجزاء رئيسية:
- لب الحديد ؛
- المحرك المتحرك ؛
- لفائف التحكم
- مفتاح أرضي مشترك.
الصورة أعلاه توضح تصميم التتابع.
هذا مرحل كهرومغناطيسي مع ملف سلكي محاط بنواة حديدية. بالنسبة إلى المحرك المتحرك (المحرك) وكذلك ملامسات التبديل ، يتم توفير مسار بمقاومة تدفق مغناطيسي منخفضة للغاية. يتم توصيل المحرك المتحرك بنير متصل ميكانيكيًا بملامسات التبديل. هذه الأجزاء مثبتة بأمان بواسطة زنبرك. يخلق فجوة هوائية في الدائرة عندما يتم فصل طاقة المرحل.
مبدأ العمل
يمكن فهم الوظيفة بشكل أفضل من خلال فحص الرسم البياني التالي أعلاه.
يوضح الرسم التخطيطي عناصر الترحيل وكيفية استخدامها. قلب الحديد محاط بملف تحكم. كما هو موضح ، يتم توفير الطاقة للمغناطيس الكهربائي من خلال مفتاح التحكم ومن خلال جهات الاتصال. عندما يبدأ التيار بالتدفق عبر ملف التحكم ، يتم شحن المغناطيس الكهربائي ، مما يسمح بتقوية المجال المغناطيسي.
وهكذا ، يبدأ ذراع التلامس العلوي في الانجذاب إلى القوس الثابت السفلي ، مما يتسبب في حدوث دائرة كهربائية قصيرة. من ناحية أخرى ، إذا تم إلغاء تنشيط التتابع بالفعل عند إغلاق جهات الاتصال ، فإنها تتحرك في الاتجاه المعاكس وتكمل الدائرة.
بمجرد قطع تيار الملف ، فإن المحرك المتحرك سوف يفعلعاد بقوة إلى موضعه الأصلي. هذه القوة ستساوي تقريبًا نصف القوة المغناطيسية. هذا هو الغرض الرئيسي ومبدأ تشغيل التتابع.
في التتابع ، يتم تقسيم أنواع العمليات إلى نوعين رئيسيين. واحد منهم هو استخدام الجهد المنخفض. لتطبيق عمليات الجهد المنخفض ، سيتم إعطاء الأفضلية لتقليل ضوضاء الدائرة بأكملها. ولعمليات الجهد العالي يجب تقليل الضوضاء بالشرر.
تاريخ ظهور المرحلات الأولى
في عام 1833 طور كارل فريدريش جاوس وويلهلم ويبر التتابع الكهرومغناطيسي. لكن العالم الأمريكي جوزيف هنري غالبًا ما ادعى أنه اخترع التتابع في عام 1835 لتحسين نسخته من التلغراف الكهربائي ، الذي تم تطويره في وقت سابق عام 1831.
يزعم البعض أن المخترع الإنجليزي إدوارد ديفي "اخترع بالتأكيد التتابع الكهربائي" في تلغرافه الكهربائي ج.1835.
أيضًا ، تم تضمين جهاز بسيط يسمى الآن مرحل في براءة اختراع التلغراف الأصلية لعام 1840 لصموئيل مورس.
الآلية الموصوفة تعمل كمضخم رقمي ، يكرر إشارة التلغراف ، مما يسمح للإشارات بالانتقال إلى أقصى حد ممكن. ظهرت الكلمة في سياق العمليات الكهرومغناطيسية منذ عام 1860. ما هي أنواع المرحلات الكهروميكانيكية؟
تتابع محوري
في كثير من الأحيان يتم استخدام مرحل محوري كمكرر TR (إرسال واستقبال) يقوم بالتبديلهوائي من جهاز الاستقبال إلى جهاز الإرسال. هذا يحمي الجهاز من الطاقة العالية.
يتم استخدامه غالبًا في أجهزة الإرسال والاستقبال التي تجمع بين جهاز إرسال وجهاز استقبال في جهاز واحد. تم تصميم المسامير بحيث لا تعكس أي طاقة RF إلى المصدر ، ولكن لتوفير عزل عالي جدًا بين طرفي الإرسال والاستقبال. تتم مطابقة الممانعة المميزة للترحيل مع خط نقل مقاومة النظام ، على سبيل المثال 50 أوم.
تتابع الجهد 220 فولت للمنزل
المرحلات للمنزل هي الأكثر استخدامًا. من الضروري تأمين جميع الأجهزة المتصلة. يمكن أن تؤثر زيادة أو تقليل جهد شبكة الإدخال سلبًا على تشغيل الأجهزة. آلية الحماية هذه تكتشف هذه الارتفاعات وتمنع الوصول إلى الشبكة.
يعتمد مبدأ تشغيل هذا المرحل على قياس الجهد. إذا تجاوز المعدل المسموح به أو خفضه ، يتم إغلاق جهات اتصال الترحيل لفترة معينة ، وبعد ذلك يتم فتحها مرة أخرى. لكن المرحلات لها أنواع مختلفة.
ترحيل جهات اتصال الطاقة
يحتوي هذا المرحل على جهات اتصال متصلة ببعضها البعض ميكانيكيًا (مرحل ميكانيكي) ، لذلك عندما يتم تنشيط الملف أو إلغاء تنشيطه ، تتحرك جميع الاتصالات معًا. إذا أصبحت إحدى مجموعات جهات الاتصال ثابتة ، فلن تتمكن أي جهات اتصال أخرى من التحرك. تتمثل وظيفة ملامسات الطاقة في السماح لدائرة الأمان بفحص الحالة.
تُعرف أيضًا جهات الاتصال التي يتم تشغيلها بالقوة بالإيجابيةالتحكم "أو" جهات الاتصال المقيدة "أو" جهات الاتصال المتشابكة "أو" جهات الاتصال المرتبطة ميكانيكيًا "أو" مرحلات الأمان ". يجب أن تتوافق مرحلات الأمان هذه مع قواعد التصميم والبناء المحددة في معيار واحد للآلات الرئيسية ، EN 50205 ، مرحلات مع جهات اتصال موجهة بقوة (مرتبطة ميكانيكيًا).
قواعد تصميم الأمان هذه معرّفة في EN 13849-2 "تصنيف الترحيل" على أنها "مبادئ السلامة الأساسية" و "مبادئ الأمان المختبرة" والتي تنطبق على جميع الأجهزة. مرحلات الاتصال التي يتم تشغيلها قسريًا متوفرة مع مجموعات مختلفة من جهات الاتصال الرئيسية - NO أو NC أو "Changeover".
استخدام لوجستيات أداة الآلة
آلة الترحيل موحدة للتحكم الصناعي. إنها تتميز بعدد كبير من جهات الاتصال (قابلة للتوسيع في بعض الأحيان في الحقل) والتي يمكن تحويلها بسهولة من الملفات المفتوحة عادةً إلى الملفات القابلة للاستبدال والمغلقة بشكل طبيعي ، وعامل الشكل الذي يسمح بتركيب مرحلات متعددة بشكل مضغوط على لوحة التحكم. بينما كانت هذه اللوحات ذات يوم العمود الفقري للأتمتة في صناعات مثل تجميع السيارات ، فإن وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) قد حلت إلى حد كبير محل أدوات آلة الترحيل من تطبيقات التحكم التسلسلي. في المرحل ، أنواع الماكينات مهمة جدًا.
يسمح لك بتبديل الدوائر بالمعدات الكهربائية. على سبيل المثال ، قد تقوم دائرة مؤقت بتحويل الطاقة إلىوقت محدد. لسنوات عديدة ، كانت المرحلات هي الطريقة القياسية للتحكم في الأنظمة الإلكترونية الصناعية. يمكن استخدام العديد من الأجهزة معًا لأداء وظائف معقدة (لوجستيات الترحيل). يعتمد مبدأ لوجستيات الترحيل على آليات تعمل على تنشيط وإلغاء تنشيط جهات الاتصال المرتبطة.
حماية المحرك
تحتاج المحركات الكهربائية إلى حماية ضد الحمل الزائد للطاقة ، وإلا فقد تبدأ ملفاتها في الذوبان ، مما قد يؤدي إلى نشوب حريق. الأجهزة الحساسة للحمل الزائد عبارة عن مرحلات حرارية يقوم فيها الملف بتسخين شريط ثنائي المعدن أو يذوب في اللحام لتشغيل جهات الاتصال الإضافية. هذه الملامسات الإضافية في سلسلة مع ملف موصل المحرك ، لذا فإنها تقطع المحرك عندما ترتفع درجة حرارته.
تعمل هذه الحماية الحرارية ببطء نسبيًا ، مما يسمح للمحرك بسحب تيارات بدء أعلى قبل تشغيل وظيفة الحماية. عند التعرض لنفس درجة الحرارة المحيطة مثل المحرك ، يتم توفير تعويض مفيد لدرجة حرارة المحرك ، وإن كان بدائيًا.
يستخدم نظام حماية من الحمل الزائد الشائع ملفًا كهرومغناطيسيًا مدمجًا في سلسلة مع دائرة المحرك. هذا مشابه لمرحل التحكم ، لكنه يتطلب تيار خطأ مرتفع إلى حد ما لقيادة جهات الاتصال. لمنع حدوث دوائر قصر بسبب الارتفاعات الحالية. لوحة العدادات تخفف حركة المرساة.
كشفيشيع استخدام الحمل الزائد الحراري والمغناطيسي معًا في مرحلات حماية المحرك. تقيس مرحلات الحمل الزائد الإلكترونية تيار المحرك ويمكنها تقدير درجة حرارة اللف باستخدام "نموذج حراري" لنظام حديد التسليح ، والذي يمكن ضبطه لتوفير حماية أكثر دقة.
تتضمن بعض آليات حماية المحرك مدخلات مستشعر درجة الحرارة للقياس المباشر من مقياس حرارة مدمج في الملف.
ما الذي تحتاج إلى معرفته عند اختيار المرحل؟
يجب ملاحظة بعض العوامل عند اختيار مرحل معين
- الحماية - يجب ملاحظة وسائل الحماية المختلفة ، على سبيل المثال ، من لمس الملف. يساعد في تقليل الشرر في الدوائر باستخدام المحاثات. كما أنه يساعد على تقليل الجهد الزائد الناتج عن تغيير الإشارات.
- ابحث عن مرحل قياسي مع جميع الموافقات الرسمية.
- وقت التبديل - يمكنك استخدام الإصدار عالي السرعة.
- التقييمات - تتراوح التقييمات الحالية من بضعة أمبير حتى 3000 أمبير. في حالة الفولتية الاسمية ، فإنها تتراوح من 300 وات تيار متردد إلى 600 وات تيار متردد. يوجد أيضًا إصدار عالي الجهد (حوالي 15000 فولت)
- نوع الاتصال المستخدم - NC ، NO أو جهة اتصال مغلقة.
- بناءً على أهدافك ، يمكنك اختيار أنواع السلسلة: "Make to Break" أو "Break to Smart Contact".
- لاحظ العزل بين دائرة الملف وجهات الاتصال.
أيضًا مرحل جهد 220 فولت للمنزل ، لذلك يجب عليك دراسة مخططات العمل وأنواع التوصيل.
