Một rơle đơn ổn định 12 V có cuộn dây 400 mW luôn có điện suốt ngày đêm sẽ đốt cháy khoảng 9,6 Wh mỗi ngày khi giữ một tiếp điểm đóng. Bốn mươi kênh trong bảng điều khiển ánh sáng hoặc các điểm tiếp xúc giữ bên trong đồng hồ thông minh phải đóng trong nhiều năm, biến điều đó thành một trong những tải liên tục lớn nhất trên bảng. Rơle chốt công suất thấp sẽ loại bỏ nó: một xung ngắn sẽ thay đổi trạng thái và một nam châm vĩnh cửu giữ nó ở đó mà không có dòng điện giữ.
Kết luận ở phía trước. Nếu một tiếp điểm phải ở một vị trí trong nhiều giờ, nhiều ngày hoặc nhiều năm, rơle ổn định sẽ loại bỏ nguồn điện cuộn dây ở trạng thái ổn định, nhiệt cuộn dây và khoảng trống cung cấp đi kèm với chúng. Những gì nó không loại bỏ được là nỗ lực kỹ thuật, bởi vì bạn đánh đổi một dòng điện cuộn dây không đổi để lấy một bộ điều khiển xung, một quy ước trạng thái được ghi lại và một quyết định không an toàn.
Công suất thấp thực sự có ý nghĩa gì trong Rơle chốt
Cả hai họ rơle đều di chuyển các tiếp điểm bằng từ trường của cuộn dây. Sự khác biệt là những gì xảy ra sau đó. Rơle đơn ổn định được giữ ở vị trí nhả bằng lò xo, do đó cuộn dây phải được cấp điện miễn là tiếp điểm phải đóng. Rơle chốt ổn định sử dụng một nam châm vĩnh cửu để giữ phần ứng ở bất kỳ vị trí ổn định nào mà nó được dẫn động lần cuối, do đó cuộn dây chỉ phải di chuyển nó - thường có xung từ 5 đến 20 ms ở điện áp cuộn định mức.
Phương pháp truyền động phụ thuộc vào cấu hình cuộn dây. Rơle chốt một cuộn dây thiết lập và đặt lại bằng cách đảo ngược cực tính, yêu cầu một nửa cầu hoặc cầu H, hai đầu ra không bao giờ được chồng lên nhau và một cuộn dây nổi trên mặt đất. Phiên bản cuộn dây đôi dành một cuộn dây để đặt và một cuộn dây khác để đặt lại, do đó, hai công tắc phía thấp là đủ, với chi phí là cửa sổ cuộn dây lớn hơn và chi phí đơn vị cao hơn một chút.
Số học là nơi mà trường hợp trở nên rõ ràng. Một cuộn dây 400 mW được giữ liên tục sẽ tiêu thụ khoảng 34,5 kJ (9,6 Wh) mỗi ngày; cùng một rơ-le ở dạng chốt, được chuyển đổi một trăm lần một ngày với tốc độ 8 mJ mỗi xung, tiêu thụ khoảng 0,8 J. Để có cái nhìn cấp độ mạch về sự so sánh đó, lời giải thích này về Mạch rơle chốt cắt nguồn dự phòng như thế nào so với rơle thông thường bao gồm thời gian xung và giai đoạn trình điều khiển.
| tham số | Rơle chốt (bistable) | Rơle không chốt (đơn ổn) |
|---|---|---|
| Dòng điện cuộn dây ở trạng thái ổn định | Khoảng 0 mA | Liên tục trong khi tràn đầy sinh lực |
| Ví dụ nắm giữ quyền lực | 0 W | Khoảng 0,4 W |
| Năng lượng hàng ngày (100 hoạt động hoặc được giữ) | Khoảng 0,8 J | Khoảng 34,5 kJ (9,6 Wh) |
| Cuộn dây tự sưởi ấm | Chỉ khi có xung | Liên tục, tăng nhiệt độ bên trong |
| Trạng thái sau khi mất nguồn cung | Giữ vị trí đã đặt hoặc đặt lại lần cuối | Trở về vị trí đã thả |
| Giai đoạn lái xe | Trình điều khiển cầu H hoặc hai cuộn dây cộng với thời gian xung | Một kênh bán dẫn hoặc trình điều khiển |
| Đơn giá điển hình | Cao hơn một chút | Hạ xuống |
Nguyên tắc nhỏ: nếu cuộn dây được cấp điện trong hơn một vài giây mỗi lần, thì cuộn dây là tổn thất lớn trong rơle và một phiên bản có thể ổn định được sẽ đáng giá hơn.
Lợi ích thể hiện trong thiết kế thực tế
Bảng dữ liệu liệt kê một số lợi thế tương tự. Trong thực tế, mỗi cách giải quyết một vấn đề cụ thể và điều này giúp bạn biết bạn đang mua giải pháp cho vấn đề nào.
Nguồn điện dự phòng và tuổi thọ pin
Sự rút ra ở trạng thái ổn định của cuộn dây chốt về cơ bản là sự rò rỉ ở giai đoạn trình điều khiển của nó, thường ở phạm vi microamp, do đó mức tiêu thụ chuyển từ liên tục sang mỗi lần hoạt động. Trong một thiết bị chạy bằng pin có chức năng chuyển đổi van vài lần một ngày, đó là sự khác biệt giữa một tế bào đồng xu có tuổi thọ hàng tuần và hàng năm. Trên thiết bị sử dụng nguồn điện lưới, ca làm việc tương tự sẽ hiển thị trong các số liệu dự phòng và trong giấy tờ tuân thủ đằng sau chúng.
Ít nhiệt cuộn hơn, khoảng trống nhiệt nhiều hơn
Một cuộn dây có điện là một điện trở nhỏ không có nơi nào để truyền nhiệt. Một cuộn dây 0,4 W bên trong một rơle kín sẽ nâng nhiệt độ bên trong cao hơn môi trường xung quanh vài độ và nhiệt đó truyền đến lò xo tiếp xúc, thân nhựa và các bộ phận lân cận. Việc loại bỏ nó sẽ mở rộng biên độ suy giảm, làm chậm quá trình lão hóa cách điện và có thể là sự khác biệt giữa bộ phận tiêu chuẩn và phiên bản 105 °C trong vỏ nóng.
Lực tiếp xúc không theo cuộn dây
Vì nam châm thay vì từ thông cuộn dây giữ phần ứng nên áp suất tiếp điểm không đổi bất kể đường ray cung cấp hoạt động như thế nào. Mất điện trong thời gian ngắn không thể làm cho các tiếp điểm bị rung và rơle ít nhạy cảm với rung hơn so với loại ổn định đơn chỉ được giữ bằng dòng điện cuộn dây. Trong đo lường và điều khiển công nghiệp, điều đó có nghĩa là sẽ có ít sự gián đoạn không rõ nguyên nhân hơn.
Nguồn cung nhỏ hơn, định cỡ đơn giản hơn
Bốn mươi cuộn dây ở mức 0,4 W thêm 16 W vào đường ray DC trước khi tính bất kỳ thứ gì khác. Bỏ tải đó đi và máy biến áp, điện dung lớn và tản nhiệt đều co lại hoặc cùng một nguồn cung cấp có thể cấp nguồn cho nhiều kênh hơn. Mức tiết kiệm thường lớn hơn chênh lệch giá giữa hai loại rơle.
Trong trường hợp đã có giai đoạn trình điều khiển và ưu tiên là định mức tiếp điểm cộng với chứng nhận, rơle chốt 16 A hoặc 20 A có phê duyệt UL và CQC sẽ đảm bảo các thiết bị và tải chiếu sáng mà không cần thêm phần cứng cuộn dây.
Rơle chốt FH42L 16A/20A có UL và CQC Rơle chốt nhỏ gọn định mức 16A/20A được phê duyệt UL/CQC, tùy chọn cuộn dây đơn hoặc đôi và công suất cuộn dây 250mW thấp dành cho thiết kế thiết bị, hệ thống chiếu sáng và đồng hồ đo. Xem sản phẩm → Nơi mà Rơ-le chốt công suất thấp giành được vị trí của mình
Rơle có thể ổn định không phải là một bản nâng cấp phổ quát. Chúng có tác dụng khi một điểm tiếp xúc giữ trạng thái trong thời gian dài, nơi vỏ bọc kín hoặc nóng hoặc nơi mỗi miliwatt ở chế độ chờ phải được điều chỉnh hợp lý.
Đo sáng và kiểm soát tải thông minh
Một liên lạc ngắt kết nối toàn bộ ngôi nhà bên trong đồng hồ có thể đóng trong nhiều năm và dự kiến vẫn sẽ mở theo lệnh đầu tiên vào cuối khoảng thời gian đó. Nhiệt cuộn ở đó không chỉ gây lãng phí năng lượng: nó làm nóng đường truyền hiện tại và làm thay đổi đường cơ sở nhiệt của chuỗi đo, đồng thời ngốn ngân sách dự phòng ngày càng eo hẹp hơn. Rơle ổn định có định mức từ 80 A đến 125 A là phổ biến cho nhiệm vụ đó, thường nằm cạnh một shunt hoặc máy biến dòng ở phía đo. Ứng dụng ghi chú trên đo điện thông minh cho thấy các phần đó khớp với nhau như thế nào.
Rơle chốt được chỉ định cho cả đồng hồ thông minh và nhiệm vụ điều khiển ánh sáng cho phép một số bộ phận phục vụ công tắc tải bên trong của đồng hồ và mạch chiếu sáng bên ngoài mà nó điều khiển.
Rơle chốt W30L 40A/50A cho đồng hồ đo và chiếu sáng thông minh Rơle chốt 40A/50A tuân thủ UL-, TUV- và CQC có công tắc thủ công, tiếp điểm 1A/1B/1C và định mức tăng đột biến 12KV để chuyển đổi tải chiếu sáng và đồng hồ thông minh. Xem sản phẩm → Kiểm soát ánh sáng và tòa nhà
Một bảng điều khiển có bốn mươi kênh ổn định đơn sẽ tiêu tán năng lượng mỗi ngày cho dù có ai bật đèn hay không. Các kênh chốt giữ trạng thái cảnh cuối cùng của chúng mà không có dòng điện cuộn dây và chúng giữ trạng thái đó thông qua việc đặt lại bộ điều khiển hoặc cập nhật chương trình cơ sở.
Thiết bị sạc, năng lượng mặt trời và lưu trữ
Trong các điểm sạc và bộ biến tần, rơle chốt phù hợp với các đường dẫn AC phải được kết nối trong thời gian dài và tránh hiện tượng mất điện và đóng lại do sự cố sụt lưới có thể gây ra. Xếp hạng tiếp xúc trong dòng đó dao động từ khoảng 25 A đến 270 A, bao gồm hầu hết các đường dẫn ba pha một pha và nhỏ hơn.
Thiết bị chạy bằng pin và từ xa
Việc tắt từ xa, van chốt và ngắt kết nối được điều khiển bằng đo từ xa không bổ sung thêm gì vào ngân sách dòng điện trung bình giữa các hoạt động, giúp duy trì trạng thái ngủ ở mức mà nhà thiết kế dự định.
Phiên bản cuộn đơn và cuộn đôi thay đổi mạch điện, không phải lợi ích
Cả hai cấu hình đều mang lại khả năng giữ bằng không; chúng khác nhau ở những gì người lái xe phải làm. Với một cuộn dây duy nhất, set và reset có cực tính ngược nhau, vì vậy trình điều khiển cần một nửa cầu hoặc cầu H và hai đầu ra không bao giờ được hoạt động cùng nhau. Với hai cuộn dây, mỗi cuộn dây có công tắc phía thấp riêng, hệ thống dây điện đơn giản hơn và cực không thể đảo ngược, với chi phí là cửa sổ cuộn dây lớn hơn.
Hai chi tiết bắt người ra ngoài. Kênh điều khiển tắt làm rò rỉ dòng điện có thể cung cấp năng lượng một phần cho cuộn dây, do đó, rò rỉ phải được kiểm tra theo ngưỡng không được hoạt động của rơle. Và độ rộng xung được chỉ định ở điện áp cuộn dây định mức, do đó, thiết kế điều khiển cuộn dây từ tụ điện hoặc đường ray bị chùng xuống khi tải có thể cung cấp ít năng lượng hơn dự kiến — đặc biệt là ở nhiệt độ thấp, nơi điện trở cuộn dây ở mức thấp nhất.
Trong trường hợp không gian bảng mạch quan trọng hơn sự đơn giản của trình điều khiển, thì rơle chốt được cung cấp ở cả phiên bản cuộn dây đơn và cuộn dây đôi sẽ duy trì một dấu chân và một nỗ lực kiểm tra chất lượng trong khi trình điều khiển quyết định cách sắp xếp.
Rơle chốt FH31L 80A để đo sáng thông minh Rơle chốt 80A tuân thủ IEC62052-31 UC2 với các tùy chọn cuộn dây đơn hoặc đôi và dấu chân hướng theo đồng hồ đo, phù hợp với việc chuyển đổi đồng hồ đo thông minh trong đó việc duy trì trạng thái rất hữu ích. Xem sản phẩm → Sự đánh đổi và danh sách kiểm tra lựa chọn
Sự đánh đổi chính là hành vi chứ không phải là điện: rơle chốt có chức năng ghi nhớ. Đó là một lợi thế trong việc đo sáng và chiếu sáng, đồng thời là mối nguy hiểm trong các mạch điện có nghĩa là mất điện khi nguồn điện điều khiển biến mất. Nếu chức năng an toàn phụ thuộc vào việc rơle bị rớt ra, hãy giữ một thiết bị ổn định đơn trên đường dẫn đó hoặc thêm một tiếp điểm phụ để bộ điều khiển có thể đọc vị trí thực sau khi khởi động lại.
Ba giới hạn nữa thuộc về việc xem xét thiết kế. Cuộn dây không thể hoạt động như một chỉ báo trạng thái vì dòng điện chỉ chạy trong suốt xung. Hàn tiếp xúc không thể được suy ra từ cuộn dây. Và cuộn dây được xếp hạng hoạt động ngắn hạn, vì vậy phần cứng và phần sụn đều phải đảm bảo rằng xung kết thúc ngay cả khi bộ điều khiển bị treo ở giữa chuỗi.
Khi bạn so sánh các phần ứng cử viên, đây là những tham số quyết định liệu thiết kế có tồn tại được trong trường hay không:
- Đánh giá tiếp xúc so với dòng điện đột ngột thực tế chứ không phải dòng điện ổn định, vì tải bóng đèn và điện dung tiêu thụ dòng điện gấp nhiều lần dòng định mức của chúng trong vài mili giây.
- Điện áp cuộn dây phải hoạt động và phải giải phóng ở môi trường xung quanh lạnh nhất và nóng nhất được chỉ định, không chỉ ở 25 ° C.
- Độ rộng xung, khoảng cách tối thiểu giữa các hoạt động và chu kỳ nhiệm vụ được phép.
- Cấu hình cuộn dây, cộng với dòng rò của tầng trình điều khiển cấp nguồn cho nó.
- Vật liệu và cấu trúc tiếp xúc, vì AgSnO2 và cầu nối tiếp xúc kép chịu đựng sự xâm nhập tốt hơn so với tiếp xúc tinh đơn lẻ.
- Các biến thể chứng nhận và nhiệt độ cho thị trường mục tiêu: UL TUV CQC RoHS
Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi 1: Rơle chốt thực sự tiết kiệm được bao nhiêu năng lượng?
So với một rơle đơn ổn định tương đương có cuộn dây 400 mW được duy trì cả ngày, mức tiết kiệm là khoảng 9,6 Wh mỗi ngày, hoặc khoảng 3,5 kWh mỗi năm cho mỗi rơle. Mức tiêu thụ riêng của rơle chốt giảm xuống vài milijoule cho mỗi hoạt động cộng với rò rỉ trình điều khiển, do đó lợi ích gần bằng với toàn bộ công suất giữ của cuộn dây mà nó thay thế.
Câu hỏi 2: Rơle chốt có giữ nguyên vị trí khi nguồn điện bị hỏng không?
Đúng. Nam châm vĩnh cửu giữ phần ứng ở vị trí đặt hoặc đặt lại cuối cùng, do đó trạng thái tiếp điểm vẫn tồn tại khi mất điện và khởi động lại bộ điều khiển. Đó chính xác là những gì công tắc tải của đồng hồ đo cần và đó là thứ bạn phải lập kế hoạch trong các mạch được cho là không an toàn.
Câu hỏi 3: Chân của bộ vi điều khiển có thể điều khiển trực tiếp rơle chốt không?
Hầu như không bao giờ. GPIO cung cấp một vài milliamp và giữ một mức, trong khi cuộn dây chốt cần một xung xác định hàng chục milliamp ở điện áp cuộn định mức. Sử dụng nửa cầu MOSFET hoặc trình điều khiển chuyên dụng, tạo xung trong chương trình cơ sở và thêm giới hạn phần cứng như mạng RC để việc treo phần mềm không thể khiến cuộn dây được cấp điện.
Câu hỏi 4: Tại sao rơle chốt đôi khi không chuyển mạch được sau một thời gian dài không hoạt động?
Các nguyên nhân thông thường là xung yếu, quá trình oxy hóa trên các tiếp điểm không di chuyển trong nhiều tháng hoặc cuộn dây được điều khiển dưới điện áp phải hoạt động ở nhiệt độ thấp. Việc xác minh năng lượng xung ở đường ray và môi trường xung quanh trong trường hợp xấu nhất, đồng thời chọn vật liệu tiếp xúc phù hợp với tải sẽ loại bỏ hầu hết các trường hợp này.
Lợi ích của rơle chốt công suất thấp bắt nguồn từ một thay đổi trong thiết kế: cuộn dây ngừng tải liên tục và trở thành một sự kiện ngắn. Mọi thứ khác theo sau đó — mức tiêu thụ ở chế độ chờ thấp hơn, ít nhiệt hơn bên trong vỏ, nguồn cung cấp nhỏ hơn và một tiếp điểm giữ nguyên vị trí của nó khi mất điện và mất điện. Giá là một trình điều khiển xung, một quy ước trạng thái được ghi lại và một câu trả lời rõ ràng về những gì rơle nên làm khi nguồn điện điều khiển biến mất. Hãy giải quyết ba điểm đó trước tiên và việc so sánh các bộ phận chủ yếu trở thành câu hỏi về xếp hạng liên hệ, cấu hình cuộn dây và chứng nhận.
vi

