Relee põhimaterjalid ja põhikomponentide valik – tööstuse teadmiste analüüs

Automaatjuhtimissüsteemide põhiajamina sõltub releede jõudlus suuresti materjalisüsteemi ja konstruktsiooni vahelisest vastavusest. Alates elektromagnetilisest süsteemist kuni kontaktsüsteemini ja seejärel termokaitsekomponentideni esitavad erinevad osad materjalide magnetilisele läbilaskvusele, elektrijuhtivusele, termilisele stabiilsusele ja mehaanilistele omadustele selged nõuded. Selles artiklis vaadatakse süstemaatiliselt läbi releede peamised materjalid insenerirakenduste vaatenurgast.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Elektromagnetilises süsteemis määrab südamiku materjal otseselt relee reageerimiskiiruse ja energiatõhususe. Levinud lahendused kasutavad pehmeid magnetilisi materjale, nagu pehme raud või puhas raud, mida iseloomustab kõrge läbilaskvus ja madal koertsitiivsus, mis võimaldab kiiret magnetiseerimist ja demagnetiseerimist. Neid materjale kasutatakse laialdaselt võtmestruktuurides, nagu relee raudsüdamik, elektromagnetiline südamik ja elektromagnetrelee südamik.

 

Konkreetsetes tööstuslikes rakendustes kasutatakse elektrilist puhast rauda (nt DT4-seeriat) selle kõrge puhtuse ja stabiilsete magnetiliste omaduste tõttu sageli suure jõudlusega{1}}stsenaariumide puhul, nagu elektrik Pure Iron Core, DT4C Iron Core ja Pure Iron Core. Lisaks võivad külmsepistamise tehnoloogiat kasutades toodetud DT4C relee raudsüdamiku külmsepistamise ja külmsepistamise releesüdamikud veelgi parandada mõõtmete täpsust ja materjali tihedust, muutes need sobivaks masstootmise automatiseeritud montaažisüsteemide jaoks.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Põhistruktuur varieerub ka olenevalt praegusest tüübist. Vahelduvvoolureleed kasutavad tavaliselt pöörisvoolukadude vähendamiseks lamineeritud räniterasest konstruktsiooni, samas kui alalisvoolureleed sobivad paremini monoliitsele puhtast rauast struktuurile, näiteks Pure Iron Relay Core või Iron Core for Industrial Control Relay, et parandada magnetahela tõhusust ja stabiilsust. Täppisjuhtimise rakendustes tasakaalustavad releede jaoks pehmeid magnetilisi raudsüdamikke kasutavad konstruktsioonid tõhusalt reageerimiskiirust ja energiatarbimise kontrolli.

 

Mähise ja konstruktsiooniühenduste osas on juhtivad materjalid ja konstruktsioonikomponendid võrdselt olulised. Releed sisaldavad tavaliselt vasest mähiseid ja juhtivaid pistikuid ning usaldusväärsete elektriühenduste ja mehaanilise fikseerimise saavutamiseks kasutatakse juhtmetes standardseid konstruktsioone, nagu südamikutihvtid ja relee kontaktid. Vask jääb oma suurepärase juhtivuse ja töödeldavuse tõttu põhivalikuks, kuid disainis tuleb leida tasakaal kulude ja jõudluse vahel.

 

Kontaktsüsteem on relee üks olulisemaid funktsionaalseid üksusi ning selle materjali valik mõjutab otseselt elektrilist eluiga ja kandevõimet.

 

Levinud kontaktmaterjalide hulka kuuluvad puhtad metallid, sulamid ja metallkeraamika (pulbermetallurgia materjalid). Hõbe on juhtivuse poolest vasest parem; seetõttu kasutatakse suure jõudlusega releedes tavaliselt hõbe-põhiseid sulameid, nagu AgNi (hõbe-nikkel) ja AgSnO₂ (hõbe-tinaoksiid). Eelkõige on AgSnO₂-l suurem vastupidavus kaareerosioonile ja see sobib suure -voolukoormuse stsenaariumide jaoks. Vastupidiselt sellele, kuigi vask on odavam, on see kõrge -sageduse katkestuste ja suure-koormuse tingimustes altid oksüdatsioonile ja ablatsioonile, mistõttu kasutatakse seda sagedamini madala{10}} kuni keskmise ulatusega{11}}või abikontaktstruktuurides.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Termokaitsesüsteemides kasutavad termoreleed südamiku andurelemendina bimetallriba. See struktuur koosneb kahest erineva soojuspaisumisteguriga metallist. Kui vool põhjustab temperatuuri tõusu, siis riba paindub, käivitades kontaktid ja saavutama ülekoormuskaitse. Levinud materjalikombinatsioonid hõlmavad raua-nikli-kroomisulamid ja raua-niklisulamid, mis tagavad soojuspaisumise karakteristikute täpse sobitamise kaudu töökõvera stabiilsuse ja korratavuse.

 

Kokkuvõtteks võib öelda, et releematerjalisüsteemide projekteerimine on mitme eesmärgiga optimeerimisprotsess, mis nõuab tasakaalu magnetilise läbilaskvuse, elektrijuhtivuse, termilise stabiilsuse, mehaanilise tugevuse ja kulude vahel. Alates relee terassüdamikest ja puhtast rauast relee südamikest kuni suure jõudlusega-kontaktmaterjalideni ja konstruktsioonikomponentide, nagu näiteksSüdamik elektromagnetrelee jaoks, kõik peegeldavad releede arenemist suurema töökindluse ja suurema automatiseerituse suunas. Tööstusliku juhtimise, uue energia ja jõuelektroonika rakenduste puhul on asjakohane materjalide valik ja protsesside juhtimine üliolulised, et saavutada toodete pikaajaline stabiilne töö.