A مرحل كهرومغناطيسي للأغراض العامة هو جهاز تحويل كهروميكانيكي يستخدم إشارة تحكم صغيرة، عادةً ما تكون مصدرًا لملف DC أو AC منخفض الجهد، لفتح أو إغلاق دائرة حمل منفصلة، غالبًا ما تكون أكبر بكثير، من خلال العمل الكهرومغناطيسي بدلاً من الاتصال الكهربائي المباشر. عندما يتدفق التيار عبر الملف الداخلي، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا يسحب عضوًا متحركًا ضد الزنبرك، ويقوم هذا العضو ميكانيكيًا بتبديل مجموعة من نقاط الاتصال لإكمال دائرة الحمل أو كسرها. يمنح هذا التصميم المرحل خاصيتين تجعله مفيدًا في كل صناعة تقريبًا: العزل الكهربائي بين جانب التحكم وجانب الحمل، والقدرة على التحكم في الحمل الثقيل بإشارة تحكم خفيفة جدًا. إن كلمة "الأغراض العامة" تميزها على وجه التحديد عن المرحلات ذات الأغراض الخاصة، نظرًا لأن وحدة الأغراض العامة مصممة للعمل بشكل موثوق عبر نطاق واسع من الفولتية القياسية والأحمال وأنماط التثبيت بدلاً من تصميمها لتطبيق واحد ضيق.
كيف يعمل إجراء التبديل الكهرومغناطيسي فعليًا
تتبع الآلية الداخلية للمرحل الكهرومغناطيسي للأغراض العامة تسلسلًا ثابتًا بغض النظر عن الشركة المصنعة أو عامل الشكل. يتم تنشيط ملف ملفوف حول قلب مغناطيسي بواسطة جهد التحكم، مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا قويًا بما يكفي للتغلب على شد زنبرك العودة الذي يحمل عضو الإنتاج في وضع الراحة. عندما يتحرك عضو الإنتاج، فإنه يقوم تلقائيًا بتشغيل مجموعة جهات الاتصال الخاصة بالمرحل، إما بإغلاق جهات الاتصال التي كانت مفتوحة، أو فتح جهات الاتصال التي تم إغلاقها، أو تبديل جهة اتصال مشتركة بين موقعين اعتمادًا على تكوين المرحل. عندما يتم إلغاء تنشيط الملف، يسحب الزنبرك عضو الإنتاج إلى حالة الراحة وتعود نقاط الاتصال إلى موضعها الأصلي.
تسلسل التشغيل الأساسي
- يتم تطبيق جهد التحكم على أطراف الملف
- يولد الملف المنشط مجالًا مغناطيسيًا حول قلبه
- يسحب المجال المغناطيسي عضو الإنتاج، متغلبًا على زنبرك العودة
- تقوم حركة عضو الإنتاج بتبديل جهات الاتصال الجانبية للحمل ميكانيكيًا
- تتيح إزالة جهد التحكم للزنبرك إعادة جهات الاتصال إلى حالة الراحة
المواصفات الرئيسية التي تحدد مرحل الأغراض العامة
يعود تحديد أو تحديد المرحل الصحيح إلى مجموعة صغيرة من المعلمات الأساسية التي تظهر بشكل أساسي في كل ورقة بيانات. يعد الحصول على هذه الأخطاء هو السبب الأكثر شيوعًا لفشل الترحيل المبكر، نظرًا لأن تجاوز تصنيف الملف يمكن أن يحرق الملف، كما أن تقليل حجم تصنيف التلامس للحمل المتصل يمكن أن يتسبب في لحام التلامس أو الانحناء بمرور الوقت.
مرجع المواصفات الأساسية
| المواصفات | ما الذي يحدده | القيم المشتركة |
| الجهد لفائف | إشارة التحكم اللازمة لتنشيط التتابع | 5 فولت، 12 فولت، 24 فولت، 48 فولت، 110 فولت، 220 فولت، تيار متردد أو تيار مستمر |
| تقييم الاتصال | الحد الأقصى للتيار والجهد الذي يمكن لجهات الاتصال تبديله بأمان | 3A، 6A، 10A، 16A عند 250VAC أو 30VDC |
| تكوين الاتصال | ترتيب جهات الاتصال المفتوحة عادة أو المغلقة عادة أو المتغيرة | سبدت، دبدت، 3PDT، 4PDT |
| نمط التركيب | كيفية تثبيت المرحل فعليًا في لوحة أو حاوية | قم بتوصيل المقبس، وسكة DIN، وثنائي الفينيل متعدد الكلور، والتركيب اللولبي |
يتم إضفاء الطابع الرسمي على هذه المعلمات وطرق اختبارها في معايير الصناعة مثل بس إن 61810-1 ، والذي يغطي المتطلبات العامة للمرحلات الأولية الكهروميكانيكية، و ساي AS5363 ، وهي مواصفات عامة لمرحلات التحكم في الطاقة الكهروميكانيكية، وكلاهما مشار إليهما في إرشادات اختيار المرحلات الكهروميكانيكية الخاصة بشركة GlobalSpec.
فهم تكوينات الاتصال
يصف تكوين الاتصال عدد الدوائر المنفصلة التي يمكن لمرحل واحد تبديلها وبأي نمط. تظل جهة الاتصال المفتوحة عادة مفتوحة عندما يتم إلغاء تنشيط الملف وتغلق عند تنشيطها، بينما تقوم جهة الاتصال المغلقة عادة بالعكس، وتجمع جهة الاتصال المتغيرة كليهما في مجموعة واحدة بحيث يمكن للمرحل توجيه الطاقة إلى أحد المسارين. تعمل المرحلات متعددة الأقطاب على تمديد نفس المنطق عبر عدة مجموعات اتصال مستقلة يتم التحكم فيها بواسطة ملف واحد، ولهذا السبب توجد تصميمات مثل DPDT و3PDT و4PDT للتطبيقات التي تحتاج إلى تبديل دوائر متعددة في وقت واحد من إشارة تحكم واحدة.
مطابقة التتابع مع نوع التحميل
يفترض تصنيف جهة الاتصال المذكور في ورقة البيانات وجود حمل مقاوم، ولكن أحمال العالم الحقيقي ليست دائمًا مقاومة، ويؤثر هذا التمييز بشكل كبير على كيفية تحديد حجم المرحل. وفقًا لإرشادات الاختيار المنشورة لمشتري المرحلات الصناعية، فإن الحمل الذي يتم تبديله يحدد ما يقرب من 80 بالمائة من اختيار المرحل الصحيح، وتتطلب أنواع الأحمال المختلفة أساليب مختلفة لتخفيض القدرة:
- تحتاج الأحمال المقاومة مثل عناصر التسخين والمصابيح المتوهجة بشكل عام إلى تصنيف اتصال حولها 1.25 مرة الحد الأقصى للحمل الحالي
- يجب أن تستخدم الأحمال الحثية مثل المحركات والملفات اللولبية والمحولات مواد تلامس مقاومة للقوس مثل AgSnO2 أو AgNi، مع تصنيف اتصال 2 إلى 3 مرات تيار تحميل الحالة المستقرة للتعامل مع تيار التدفق و EMF الخلفي
- تحتاج الأحمال السعوية مثل مصادر الطاقة ومحركات LED إلى الاهتمام بقدرة تحمل التيار الزائد لتجنب اللحام التلامسي أثناء بدء التشغيل
حيث يتم استخدام المرحلات الكهرومغناطيسية للأغراض العامة فعليًا
السمة المميزة لمرحل الأغراض العامة هي أنه يظهر في كل مكان تقريبًا حيث تحتاج دوائر التحكم والحمل الكهربائية إلى الفصل. تشمل مجالات التطبيق الشائعة لوحات التحكم الصناعية وتبديل إشارات PLC، ومعدات التشغيل الآلي، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) والتحكم في الإضاءة، والأجهزة المنزلية والتجارية، ووحدات إمداد الطاقة، ومعدات الأمن والتشغيل الآلي للمكاتب. تقع معظم سيناريوهات تبديل الحمل المنخفض إلى المتوسط التي تصل إلى حوالي 12 أمبير ضمن النطاق العملي لمرحل قياسي للأغراض العامة قبل أن يبدأ التطبيق في طلب جهاز أثقل أو جهاز للأغراض الخاصة بدلاً من ذلك.
الحالة الميكانيكية مقابل الحالة الصلبة: لماذا لا يزال التصميم الكهرومغناطيسي هو المهيمن
عادة ما يتم بناء المرحلات ذات الأغراض العامة إما كأجهزة كهروميكانيكية أو أجهزة صلبة، وعلى الرغم من أن كلا من أحمال التبديل، إلا أنها غير قابلة للتبديل في التطبيق. يقوم النوع الكهروميكانيكي أو الكهرومغناطيسي بتحريك عضو الإنتاج المدفوع بالملف فعليًا لتبديل جهات الاتصال، مما يجعله حلًا بسيطًا وفعالاً من حيث التكلفة وسهل الفحص، على الرغم من أن الأجزاء المتحركة أكثر عرضة للتآكل الميكانيكي في تطبيقات التبديل ذات التردد العالي جدًا. تستبدل مرحلات الحالة الصلبة الملف وعضو الإنتاج بتبديل أشباه الموصلات، مما يسمح بتصميم أصغر حجمًا وأكثر هدوءًا وأكثر متانة في كثير من الأحيان لتطبيقات الدورة العالية، ولكنه يأتي عادةً بتكلفة وحدة أعلى. بالنسبة للغالبية العظمى من تطبيقات التحكم والأتمتة والأجهزة القياسية حيث يكون تردد التبديل معتدلاً، يظل النوع الكهرومغناطيسي هو الاختيار الافتراضي بسبب موثوقيته وتشخيصه المباشر وانخفاض التكلفة لكل وحدة.
قائمة التحقق من الاختيار للمرحل الكهرومغناطيسي للأغراض العامة
- تأكد من جهد الملف ونوع مصدر الإمداد، نظرًا لأن ملف التيار المتردد وملف التيار المستمر المقدر بنفس رقم الجهد غير قابلين للتبديل
- قم بمطابقة تصنيف جهة الاتصال مع نوع الحمل الفعلي الخاص بك، وقم بتخفيض الأحمال الاستقرائية أو السعوية حسب الحاجة
- اختر تكوين جهة الاتصال، SPDT، أو DPDT، أو 3PDT أو 4PDT، بناءً على عدد الدوائر التي يحتاج المرحل للتحكم فيها
- حدد نمط التركيب، أو قم بتوصيل المقبس، أو سكة DIN أو PCB، الذي يناسب تصميم اللوحة أو العلبة الخاصة بك
- تحقق من العوامل البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة والاهتزاز مقابل ظروف التشغيل المقدرة للمرحل
يعمل المرحل الكهرومغناطيسي للأغراض العامة باستخدام مجال مغناطيسي صغير يحركه ملف لتبديل دائرة حمل منفصلة ميكانيكيًا، مما يمنح المهندسين طريقة موثوقة ومعزولة كهربائيًا للتحكم في كل شيء بدءًا من الإضاءة ومعدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) وحتى الأتمتة الصناعية ودوائر الأجهزة باستخدام جهاز موحد واحد. إن الحصول على جهد الملف وتقييم التلامس وتكوين التلامس وتخفيض الحمل بشكل صحيح هو ما يفصل المرحل الذي يستمر لسنوات عن الذي يفشل مبكرًا من خلال احتراق الملف أو اللحام التلامسي. المحدد بشكل صحيح مرحل كهرومغناطيسي للأغراض العامة يمنح صانعي لوحات التحكم ومصممي المعدات مكون تحويل يمكن الاعتماد عليه وفعال من حيث التكلفة ويناسب الغالبية العظمى من متطلبات الجهد والتيار والتركيب القياسية الموجودة عبر الأنظمة الكهربائية الصناعية والتجارية.
