ΒΡΕΙΤΕ ΜΑΣ ΣΤΟ FACΕBOOK (Ηλεκτρολογικές Ενημερώσεις) ΚΑΙ ΚΑΝΤΕ LIKE

Κυριακή, 11 Οκτωβρίου 2015

ΗΛΕΚΤΡΟΝΟΜΟΙ



Τι είναι ο ηλεκτρονόμος

Ο ηλεκτρονόμος είναι ένας μηχανικός διακόπτης, του οποίου οι επαφές ελέγχονται από έναν ηλεκτρομαγνήτη που είναι ενσωματωμένος στον μηχανισμό του (όταν του δοθεί ηλεκτρική εντολή) και είναι ένα από τα βασικά εξαρτήματα, που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κυκλωμάτων αυτοματισμού.

Η ονομασία που έχει επικρατήσει για τους ηλεκτρονόμους είναι <<ρελέ>> από τη ξένη λέξη relay. Μια άλλη ονομασία που χρησιμοποιείται είναι <<τηλεχειριζόμενοι διακόπτες αέρος>>.



Σε ηλεκτρονόμους με πηνίο συνεχούς ρεύματος το σταθερό και το κινητό μέρος του σιδηρομαγνητικού υλικού είναι συμπαγή, ενώ σε ηλεκτρονόμους με πηνίο εναλλασσόμενου ρεύματος αποτελούνται από ελάσματα για αποφυγή δινορευμάτων.
Επίσης σε ηλεκτρονόμους μικρής ικανότητας το σταθερό και το κινητό μέρος αποτελείται από συμπαγής χάλυβα.


Λειτουργία του ηλεκτρονόμου

 Όσο υπάρχει η τάση οπλισμού, δηλαδή η τάση στα άκρα του πηνίου , υπάρχει και ο μαγνητισμός και το ρελέ οπλίζει. Όταν σταματήσει η τάση, ένα ελατήριο που έχει εν τω μεταξύ συμπιεστεί, επαναφέρει στην αρχική κατάσταση τα φύλλα σιδήρου και κατ' επέκταση τις ηλεκτρικές επαφές .

Όταν το πηνίο του ηλεκτρονόμου δεν διαρρέεται από ρεύμα ο ηλεκτρονόμος είναι αποδιεγερμένος δηλαδή δεν είναι οπλισμένος. Τότε έχουμε ρεύμα στην πρώτη κανονικά κλειστή επαφή ( Ασ1- Ακ – Ασ2 ) και δεν έχουμε στην δεύτερη κανονικά ανοικτή επαφή (Βσ1- Βκ – Βσ2).

Όταν το πηνίο του ηλεκτρονόμου διαρρέεται από ρεύμα ο ηλεκτρονόμος είναι διεγερμένος δηλαδή είναι οπλισμένος. Τότε έχουμε ρεύμα στην κανονικά ανοικτή επαφή (Βσ1- Βκ – Βσ2 ) η οποία κλείνει και δεν έχουμε στην κανονικά κλειστή επαφή (Ασ1- Ακ – Ασ2) η οποία ανοίγει. Οι επαφές παραμένουν στην κατάσταση αυτή για όσο χρονικό διάστημα είναι διεγερμένος ο ηλεκτρονόμος.


Δείτε την αντικατάσταση του πηνίου ενός ρελέ




Κατηγορίες ηλεκτρονόμων

Οι ηλεκτρονόμοι χωρίζονται στις δύο παρακάτω κατηγορίες ανάλογα με τον προορισμό τους:
α) Ηλεκτρονόμοι ισχύος
β) Βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι

Οι ηλεκτρονόμοι ισχύος χρησιμοποιούνται για να τροφοδοτηθούν οι ηλεκτρικές καταναλώσεις ενός αυτόματου ηλεκτρικού συστήματος, οι οποίες απαιτούν μεγάλη ηλεκτρική ισχύ, όπως κινητήρες, μεγάλες ωμικές αντιστάσεις κ.λ.π.

ηλεκτρονόμος ισχύος

 Οι  βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι χρησιμοποιούνται για να τροφοδοτηθούν οι ηλεκτρικές καταναλώσεις ενός αυτόματου ηλεκτρικού συστήματος, οι οποίες απαιτούν μικρή ηλεκτρική ισχύ, όπως πηνία ηλεκτρονόμων ισχύος και άλλων βοηθητικών ηλεκτρονόμων, ενδεικτικές λυχνίες, σειρήνες, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες κ.λ.π. 


Οι ηλεκτρονόμοι ισχύος ανάλογα με την κατασκευή τους διακρίνονται σε:

α1) Ηλεκτρονόμοι ισχύος με ηλεκτρομαγνήτη
α2) Ηλεκτρονόμοι ισχύος ημιαγωγών (
solid state contactors)

Οι βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι ανάλογα με την κατασκευή τους διακρίνονται σε:

 β1) Βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι με κατασκευή ίδια με των ηλεκτρονόμων ισχύος


β2) Βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι τύπου λυχνίας. Τα άκρα του πηνίου και των ηλεκτρικών  επαφών τους καταλήγουν σε περόνες και ελάσματα. Χρειάζονται ειδική βάση στήριξης  μέσω της οποίας τα παραπάνω άκρα τους καταλήγουν σε βίδες. Η κατασκευή αυτή εξασφαλίζει γρήγορη αντικατάσταση ενός τέτοιου ηλεκτρονόμου, που έχει βλάβη, χωρίς παρέμβαση στις καλωδιώσεις.
Θα πρέπει να αναφέρουμε ότι τύπου λυχνίας ηλεκτρονόμοι εκτός από βοηθητικούς κατασκευάζονται και ισχύος



β3) Βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι τυπωμένου κυκλώματος ή μικροηλεκτρονόμοι



β4) Βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι ημιαγωγών (solid state relay)
(Αναφέρονται στη συνέχεια)

Κατηγορίες επαφών


Οι επαφές των ηλεκτρονόμων χωρίζονται σε δυο κατηγορίες:
1. Κύριες επαφές ή επαφές ισχύος
2. Βοηθητικές επαφές


Κύριες επαφές ισχύος ονομάζονται οι επαφές μέσω των οποίων μεταφέρονται τα μεγάλα ρεύματα που απαιτούνται για να λειτουργήσουν καταναλώσεις σημαντικής η μεγάλης ισχύος. Στους μεγάλους ηλεκτρονόμους οι επαφές ισχύος είναι τοποθετημένες μέσα σε ειδικούς φλογοκρύπτες για την απόσβεση του ηλεκτρικού τόξου κατά την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του ηλεκτρονόμου.

Συμβολίζονται με τα γράμματα L1-T1, L2-T2, L3-T3 ή 1-2, 3-4, 5-6

Βοηθητικές επαφές ονομάζονται οι επαφές που έχουν μικρή ικανότητα ρεύματος. Είναι κατασκευασμένες έτσι ώστε να αντέχουν ρεύμα 2-10Α. Χρησιμοποιούνται για τους ίδιους σκοπούς που χρησιμοποιούνται και οι επαφές των βοηθητικών ρελέ όπως για να τροφοδοτούν πηνία άλλων ηλεκτρονόμων ισχύος, πηνία βοηθητικών ηλεκτρονόμων, λυχνίες ενδείξεως ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες και γενικά στοιχειά μικρής κατανάλωσης ισχύος.

Οι ηλεκτρονόμοι ισχύος έχουν τρεις κύριες και άλλες βοηθητικές επαφές ενώ οι βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι έχουν μόνο βοηθητικές

Οι επαφές αυτές διακρίνονται σε :
Κανονικά κλειστές επαφές N.C. από τα αρχικά του Αγγλικού όρου normaly closed)
Κανονικά ανοικτές επαφές ( N.Ο. από τα αρχικά του Αγγλικού όρου normaly open)


Υπάρχουν και ηλεκτρονόμοι ισχύος με τέσσερις βοηθητικές επαφές.
 Αυτοί χρησιμοποιούνται:

-Για τη ζεύξη και την απόζευξη των αγωγών των τριών φάσεων και του ουδετέρου σε συστήματα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας (όπου αυτό απαιτείται).
-Σε εφαρμογές που έχουμε μεταγωγή της τροφοδοσίας των καταναλώσεων από το  δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας σε ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος, όπου είναι αναγκαίο να διακόπτεται και ο αγωγός ουδετέρου.

-Σε εγκαταστάσεις ωμικών φορτίων και φωτισμού, όπου πρέπει να διακόπτεται και ο αγωγός του ουδετέρου.

-Για αύξηση της μεταφερόμενης ηλεκτρικής ισχύος με παραλληλισμό των επαφών των ηλεκτρονόμων, όταν τροφοδοτούν ωμικά φορτία

-Σε κύκλωμα αυτόματου διακόπτη εκκίνησης και αναστροφής μονοφασικού κινητήρα



Μια κανονικά κλειστή βοηθητική επαφή είναι κλειστή όταν ο ηλεκτρονόμος είναι απενεργοποιημένος και ανοικτή όταν ο ηλεκτρονόμος είναι ενεργοποιημένος. Τα ψηφία των μονάδων των δυο διψήφιων αριθμών που την χαρακτηρίζουν είναι 1 και 2  (πχ. 11-12, 21-22 κτλ). Το 11-12 σημαίνει ότι η είναι η πρώτη κανονικά κλειστή επαφή του ρελέ. Το 21-22 σημαίνει ότι η είναι η δεύτερη κανονικά κλειστή επαφή του ρελέ.

Μια κανονικά ανοικτή βοηθητική επαφή είναι ανοικτή όταν ο ηλεκτρονόμος είναι απενεργοποιημένος και κλειστή όταν ο ηλεκτρονόμος είναι ενεργοποιημένος. Τα ψηφία των μονάδων των δυο διψήφιων αριθμών που την χαρακτηρίζουν είναι 3 και 4
 (πχ. 13-14, 23-24 κτλ). Το 13-14 σημαίνει ότι η είναι η πρώτη κανονικά ανοικτή επαφή του ρελέ. Το 23-24 σημαίνει ότι η είναι η δεύτερη κανονικά ανοικτή επαφή του ρελέ.

Δηλαδή ένα ρελέ ισχύος με βοηθητικές επαφές 2ΝΟ και 2NC, οι επαφές ισχύος θα συμβολίζονται με  L1-T1, L2-T2, L3-T3 ή 1-2, 3-4, 5-6 και οι βοηθητικές με 13-14, 23-24, 31-31, 41-42


Οι βοηθητικές επαφές καθυστερημένης ηρεμίας και πρόωρη εργασίας είναι ηλεκτρικές επαφές που χρησιμοποιούνται σε ειδικές εφαρμογές. Οι ηλεκτρονόμοι που έχουν τέτοιες επαφές έχουν στον τύπο τους ένα επιπλέον καταληκτικό σύμβολο συνήθως ένα γράμμα όπως d κ.λ.π .

Μια επαφή καθυστερημένης ηρεμίας κατά την ενεργοποίηση του ηλεκτρονόμου ανοίγει αργότερα από κανονική κλειστή  επαφή. Τα ψηφία που την χαρακτηρίζουν είναι 5 και 6 (πχ. 45-46, 55-56 κτλ) .

Μια επαφή πρόωρη εργασίας κατά την ενεργοποίηση του ηλεκτρονόμου κλείνει νωρίτερα από κανονική ανοιχτή επαφή. Τα ψηφία που την χαρακτηρίζουν είναι 7 και 8 (πχ. 37-38, 67-68) .
Οι επαφές αυτές είναι ταυτόχρονα κλειστές για χρόνο περίπου 2ms αυτό το εκμεταλλευόμαστε για να πετύχουμε μετάβαση από μια λειτουργία σε άλλη χωρίς διακοπή η όταν θέλουμε ρεύματα πολύ μικρής χρονικής διάρκειας (παλμούς).


Ρελέ ημιαγωγών-solid state SSR

Τα κοινά ρελέ με ηλεκτρομαγνήτη  για την λειτουργία τους έχουν κινητές επαφές στο σώμα τους, οι οποίες με τους σπινθήρες (arc) που δημιουργούν τα ανοιγοκλεισίματα, είναι η πρώτη αιτία φθοράς και καταστροφής τους.


Τα πλεονεκτήματα των solid state ρελέ έναντι των κοινών είναι:

1. Αντέχουν στη συχνή ενεργοποίηση και απενεργοποίηση. Στην περίπτωση αυτή  είναι καλύτερο να χρησιμοποιούμε ρελέ  χωρίς κινητά μέρη, δηλαδή τα solid state ρελέ ημιαγωγών (S.S.R.) ή ρελέ στερεάς κατάστασης.

2. Η συχνότητα διακοπής και ενεργοποίησης των SSR είναι κατά πολύ μεγαλύτερη από των κοινών ρελέ, κάνοντας τα ιδανικά για εφαρμογές άμεσης αντίδρασης.

3. Επίσης επειδή είναι εντελώς αθόρυβα στην λειτουργία τους είναι ιδανικά για χώρους που δεν θέλουμε τον παραμικρό ήχο.

4. Δεν χρειάζονται συντήρηση και η θερμοκρασία λειτουργίας τους είναι -40ºC έως +80ºC.


Tα μειονέκτημά τους είναι η μη ύπαρξη βοηθητικών επαφών και η μεγαλύτερη τιμή του σε σχέση με τα κοινά ρελέ.
Επίσης δεν κατασκευάζεται για μεγάλες καταναλώσεις, για πολλά αμπέρ.


Τα ρελέ αυτά είναι στην ουσία ημιαγωγοί triac που ελέγχονται με τον τρόπο που ελέγχεται και ένα "κανονικό" ρελέ.

Αν οπλίζουν με συνεχή τάση τότε έχουν πάντα συγκεκριμένη πολικότητα σύνδεσης.

Συνήθως φέρουν και ενδεικτικό λαμπάκι led  λειτουργίας επάνω στο σώμα τους (φωτοδίοδο).

Στην επιφάνεια πίσω από τις ηλεκτρικές συνδέσεις τους, προσαρμόζεται και βιδώνεται αλουμινένια ψήκτρα για την αποβολή της θερμότητας τους με απαραίτητη επάλειψη θερμοαγώγιμης σιλικόνης. Πρακτικά η θερμότητα είναι ο μόνος λόγος για να "καεί" ένα τέτοιο ρελέ αν έχει επιλεχθεί σωστά η ισχύς του.


Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα ρελέ ημιαγωγών δείτε σε άλλο άρθρο μας εδώ

Τάσεις λειτουργίας των πηνίων των ηλεκτρονόμων

Το πηνίο ενός ηλεκτρονόμου είναι τελείως ανεξάρτητο από το κύκλωμα των επαφών του. Αυτό μας δίνει την δυνατότητα να έχουμε τροφοδοσία του πηνίου από κύκλωμα ανεξάρτητο από το κύκλωμα των επαφών του.

Υπάρχουν ηλεκτρονόμοι με πηνίο συνεχούς ρεύματος και άλλοι με εναλλασσομένου.
Επίσης για τον ίδιο ηλεκτρονόμο υπάρχουν πηνία με διαφορετική τάση τροφοδοσίας και δυνατότητες επιλογής που καθορίζονται από τον κατασκευαστή.

Η δυνατότητα επιλογής της ονομαστικής τάσης του πηνίου ενός ηλεκτρονόμου μας  επιτρέπει να χρησιμοποιούμε στα κυκλώματα ελέγχου αυτόματων συστημάτων, τάσεις πολύ χαμηλές για σφάλεια κατά τον χειρισμό τους. Π.χ σε αυτόματα συστήματα αντλιοστασίων, που είναι υγροί χώροι.


Για ηλεκτρονόμους ισχύος με πηνία που λειτουργούν στο εναλλασσόμενο ρεύμα, ορισμένες ονομαστικές τάσεις λειτουργίας των πηνίων τους είναι:

24V,42V,48V,60V,110V,230V,400V,440V,660V

Για ηλεκτρονόμους ισχύος με πηνία που λειτουργούν στο συνεχές ρεύμα, ορισμένες ονομαστικές τάσεις λειτουργίας των πηνίων τους είναι:

12V,24V,42V,48V,50V,60V,75V,110V,125V,230V,250V


Κατηγορίες χρήσης των ηλεκτρονόμων

Οι ηλεκτρικές επαφές ενός ηλεκτρονόμου φθείρονται με την πάροδο του χρόνου και η φθορά τους εξαρτάται από τα ρεύματα ζεύξης και απόζευξης κατά την ενεργοποίηση και απενεργοποίησή τους, καθώς και από τον αριθμό αυτών των ενεργοποιήσεων-απενεργοποιήσεων

Οι κύριες επαφές ενός ηλεκτρονόμου ισχύος για παράδειγμα καταπονούνται περισσότερο όταν ελέγχουν ένα κινητήρα από ένα ωμικό φορτίο. Αυτό συμβαίνει γιατί το ρεύμα εκκίνησης του κινητήρα είναι κατά πολύ μεγαλύτερο από αυτό της κανονικής του λειτουργίας και του ρεύματος του ωμικού φορτίου.


Οι καταπονήσεις που υφίστανται οι κύριες επαφές των ηλεκτρονόμων ισχύος για ηλεκτρικές καταναλώσεις εναλλασσομένου ρεύματος έχουν ομαδοποιηθεί σε 12 κατηγορίες χρήσης:
AC1, AC2, AC3, AC4, AC-5a, AC-5b, AC-6a, AC-6b, AC-7a, AC-7b, AC-8a, AC-8b

Για ηλεκτρικές καταναλώσεις συνεχούς ρεύματος έχουν ομαδοποιηθεί σε 4 κατηγορίες χρήσης:
DC1, DC3, DC5, DC6

Oι βοηθητικές επαφές των ηλεκτρονόμων ισχύος για ηλεκτρικές καταναλώσεις εναλλασσομένου ρεύματος έχουν ομαδοποιηθεί σε 4 κατηγορίες χρήσης:
 AC12, AC13, AC14, AC15

Oι βοηθητικές επαφές των ηλεκτρονόμων ισχύος για ηλεκτρικές καταναλώσεις συνεχούς ρεύματος έχουν ομαδοποιηθεί σε 3 κατηγορίες χρήσης:
 DC12, DC13, DC
14
Αναλυτικά έχουμε:

Α) Στο εναλλασσόμενο ρεύμα



Απαραίτητα στοιχεία για τη σωστή επιλογή ηλεκτρονόμου
 
Α) Την ισχύ του μηχανήματος που θα τροφοδοτήσει σε KW ή HP
Β) Την τάση που θα λειτουργήσει το πηνίο του
Γ) Τον αριθμό και το είδος των βοηθητικών επαφών (ΝΟ ή NC)
Δ) Το είδος του φορτίου που θα τροφοδοτήσουμε


Π.χ Θέλω ένα ρελέ ισχύος για φορτίο 10KW, με τάση πηνίου 230V, με 3 βοηθητικές επαφές ΝΟ και 2 ΝC, χειρισμοί την ώρα 35

 Θέλω ένα ρελέ ισχύος που θα συνδέει πυκνωτή 10KVAR, με τάση πηνίου 400V, με 3 βοηθητικές επαφές ΝΟ και 2 ΝC