De complete gids voor vergrendelingsrelais: van werkingsprincipes tot selectie en toepassing

Hoe werken vergrendelingsrelais?

Kerncomponenten

De belangrijkste componenten van een houdrelais zijn onder meer:

Spoel : Structuur met enkele of dubbele spoel, meestal gemaakt van koperdraad met lage weerstand, gebruikt om een magnetisch veld te genereren.

Anker (ook bekend als "reed-schakelaar") : Een klein beweegbaar metalen stukje dat fungeert als de "poort" van de schakelaar.

Permanente magneet (voor magnetisch vergrendelingstype) : Wordt gebruikt om het anker op zijn plaats te houden nadat de stroom is uitgeschakeld.

Mechanische vergrendeling (voor mechanisch vergrendelingstype) : Een fysiek vergrendelingsmechanisme.

Gedetailleerd werkingsprincipe

Wanneer een korte stroompuls op de spoel wordt toegepast, drijft het gegenereerde magnetische veld het anker aan om van de ene contactpositie naar de andere te bewegen, waardoor het circuit wordt voltooid of verbroken. Het belangrijkste punt is dat nadat deze puls is geëindigd, het anker stevig in zijn huidige positie blijft, vertrouwend op magnetische kracht (voor typen met magnetische vergrendeling) of een mechanische vergrendeling (voor typen met mechanische vergrendeling), zonder dat er continu stroom nodig is. Het wordt alleen geactiveerd en gereset als er een omgekeerde puls wordt toegepast.

In toepassingen zoals uitschakelvertragingstimers is de werkingsvolgorde van vergrendelende relais met dubbele wikkeling complexer: wanneer stroom door de ingestelde spoel (S) vloeit, wordt er magnetische flux gegenereerd in het interne magnetische circuit, waardoor een elektromagnetische kracht ontstaat om het anker aan te trekken, waardoor het normaal open contact wordt gesloten en het normaal gesloten contact wordt geopend, waarbij de ingestelde status behouden blijft. Wanneer de UIT-vertraging eindigt, vloeit er stroom door de resetspoel (R), waardoor het gesloten normaal open contact opent en het geopende normaal gesloten contact weer sluit.

Belangrijkste soorten vergrendelingsrelais

Classificatie door vasthoudmechanisme

Classificatie op spoelstructuur

Impulsrelais

Dit is een speciaal type magnetisch houdrelais met een geïntegreerd elektronisch stuurcircuit. Er is geen verandering van de polariteit van de ingangspuls nodig; elke keer dat het een pulssignaal ontvangt, verandert het automatisch van status (afwisselend AAN/UIT schakelen als een schakelaar). Wanneer de stroom wordt ingeschakeld, bepaalt het interne circuit automatisch de huidige positie van het relais en bekrachtigt het de tegenovergestelde spoel.

Impulsrelais zijn ideaal voor het besturen van hetzelfde apparaat vanaf meerdere locaties met behulp van meerdere knoppen, zoals het starten en stoppen van een transportband vanaf verschillende punten met behulp van een enkele knop op elke locatie.

Vergrendelend relais versus niet-vergrendelend relais: gedetailleerde vergelijking

Kernvoordelen van vergrendelingsrelais

Extreem laag stroomverbruik: dit is het meest opvallende voordeel van vergrendelende relais. Omdat ze alleen stroom verbruiken tijdens het moment van toestandswisseling, is het energiebesparende effect aanzienlijk bij toepassingen op de lange termijn. Het vergrendelende ontwerp zorgt ervoor dat er alleen stroom vloeit tijdens AAN/UIT-schakeling, wat aanzienlijk bijdraagt ​​aan de energiebesparing van de apparatuur.

Statusgeheugen: handhaaft automatisch de laatste status na een stroomstoring, zonder dat er een resetcircuit nodig is. Het is met name geschikt voor toepassingen waarbij statusbehoud nodig is na stroomuitval, zoals de geheugenfunctie in slimme schakelaars.

Lage warmteontwikkeling door de spoel: Omdat continue bekrachtiging niet vereist is, is de temperatuurstijging van de spoel zeer laag, wat gunstig is voor het verbeteren van de betrouwbaarheid en levensduur van de apparatuur.

Geschikt voor apparaten op batterijen: Het nulstatische energieverbruik maakt het een ideale keuze voor toepassingen op batterijen, zoals IoT-apparaten en slimme meters.

Belangrijkste toepassingsscenario's

Industriële automatisering

Industriële tel- en sorteersystemen: gebruik de bistabiele eigenschap voor toestandsgeheugen.

Motorbesturingscircuits: Bij uitschakelvertragingsrelais worden vergrendelingsrelais gebruikt om een ​​nauwkeurige remcontrole te bereiken.

Verpakkingsmachines: Gecombineerde besturing van meerdere eenheden.

Kracht en energie

Slimme meters: laag energieverbruik, langdurig gebruik, waardoor controlefuncties voor vooruitbetaling mogelijk zijn.

PV-omvormers: Frequent schakelen, aardfoutdetectiecircuits.

Hoogspannings-DC-voedingen: circuitschakeling.

Testen en communiceren

Telecommunicatieapparatuur: Telefooncentralesystemen.

Automatische testapparatuur: Testsignaalomschakeling.

Selectiegids: Hoe kiest u het juiste vergrendelrelais?

Aanbevolen scenario's voor het kiezen van vergrendelende relais:

Langdurig gebruik met gevoeligheid voor stroomverbruik: bijvoorbeeld apparaten op batterijen, IoT-terminals.

Vereiste om de status te behouden na een stroomstoring: bijvoorbeeld geheugenfunctie in slimme schakelaars, behoud van de status van apparatuur.

Beperkte warmteontwikkeling van de spiraal: installatieomgevingen met hoge dichtheid.

Behoefte aan bediening vanaf meerdere locaties: bijvoorbeeld gebouwverlichting, transportbandbediening.

Aanbevolen scenario's voor het kiezen van gewone relais:

Kostengevoelige toepassingen: geen langdurige staatsbehoud nodig, bijvoorbeeld eenvoudige bediening van huishoudelijke apparaten.

Eenvoudige besturingslogica: geen behoefte aan complexe aandrijfcircuits.

Trillingsomgevingen: magnetische vergrendelingsrelais hebben een slechtere trillingsbestendigheid.

Sleutelselectieparameters

Spoeltype: enkele spoel versus dubbele spoel. Dubbele spoel biedt eenvoudige bediening maar vereist meer pinnen, terwijl enkele spoel ruimte bespaart maar een polariteitsschakelcircuit nodig heeft.

Contactwaarde: Kies op basis van belastingsstroom en -spanning. Sommige serieproducten kunnen bijvoorbeeld stromen tot enkele ampère schakelen, terwijl modellen die geschikt zijn voor signaalcircuits een kleinere stroomcapaciteit hebben.

Vereisten voor stroomverbruik: Let op het bedrijfsvermogen van de spoel. Er zijn producten met een ultralaag stroomverbruik op de markt verkrijgbaar.

Montagemethode: PCB-montage, Surface Mount Technology (SMT) of plug-in. Voor toepassingen met beperkte ruimte kunnen ultraminiatuurmodellen voor opbouwmontage worden gekozen.

Aanpassingsvermogen aan de omgeving: houd rekening met temperatuur, vochtigheid, trillingen, enz. Mechanische vergrendelingstypes bieden stabielere prestaties bij thermische cycli.

Trends in technologische ontwikkeling

Met de wereldwijd groeiende vraag naar energiebesparing en emissiereductie krijgen vergrendelingsrelais een bredere toepassing vanwege hun karakteristiek voor nulstatisch energieverbruik. De belangrijkste ontwikkelingstrends zijn onder meer:

Lager stroomverbruik van de spoel: Continu verminderen van het energieverbruik door het optimaliseren van het ontwerp van de magnetische circuits en het gebruik van nieuwe materialen.

Kleiner formaat: Aanpassing aan installatievereisten met hoge dichtheid, zoals bepaalde opbouwrelais.

Hogere contactcapaciteit: Verbetering van de laadcapaciteit met behoud van een laag stroomverbruik.

Intelligente integratie: impulsrelais met ingebouwde elektronische circuits voor slimmere bediening.

Ontdek onze producten met vergrendelingsrelais

Bij FANHAR Electronics leveren we hoge prestaties vergrendelend relaiss ontworpen voor de eisen van moderne slimme huizen, industriële controle, nieuwe energiesystemen en meer. Met meer dan 30 series en honderden specificaties biedt ons portfolio de perfecte balans tussen schakelmogelijkheden, energie-efficiëntie en betrouwbaarheid

Veelgestelde vragen

Vraag 1: Wat is het verschil tussen een impulsrelais en een gewoon magnetisch vergrendelingsrelais?

Een impulsrelais heeft een ingebouwd elektronisch stuurcircuit, waardoor er geen omkering van de polariteit nodig is; elke puls verandert automatisch de status (zoals een drukknopschakelaar). Het is ideaal voor bediening met één knop op meerdere locaties, terwijl gewone magnetische vergrendelingsrelais externe polariteitscontrole of afzonderlijke wikkelingen vereisen.

Vraag 2: Waarom worden relais met dubbele spoel vaak gebruikt in timertoepassingen met uitschakelvertraging?

Omdat UIT-vertraging duidelijke instel- (timingstart) en reset- (timingeinde) acties vereist. Dubbelspoelrelais maken onafhankelijke controle van deze twee acties mogelijk, waardoor een duidelijke en betrouwbare timinglogica wordt geboden en tegelijkertijd de extra complexiteit en ruisrisico's van polariteitswisseling worden vermeden.

Vraag 3: Welke marge moet er worden overgelaten voor de contactstroom bij het selecteren van een relais?

Als algemene regel geldt dat de belastingsstroom onder 80% van de contactwaarde moet blijven (voor ohmse belastingen). Voor inductieve of capacitieve belastingen (motoren, condensatoren, lampen) dient u een grotere marge aan te houden (aanbevolen <50%) en rekening te houden met inschakelstroom. Raadpleeg altijd het datablad voor maximale schakelvermogens- en spanningscurven.

Vraag 4: Kunnen magnetische houdrelais worden gebruikt voor hoogfrequent schakelen (bijvoorbeeld PWM)?

Niet aanbevolen. Magnetische houdrelais zijn ontworpen voor laagfrequent schakelen (maximaal enkele keren per minuut). Hoogfrequente werking verkort de mechanische levensduur drastisch en doet het nulvermogenvoordeel teniet. Gebruik voor hoogfrequente toepassingen solid-state relais of MOSFET's.

Vraag 5: Hoe kan ik controleren of mijn geselecteerde relais geschikt is?

Het wordt aanbevolen om een ​​test uit te voeren met de feitelijke belasting (inclusief de slechtste inschakelomstandigheden), minimaal 1.000 continue schakelcycli uit te voeren en de stijging van de contacttemperatuur, de stijging van de spoeltemperatuur en veranderingen in de contactweerstand te monitoren. Voer ook trillings- en stroom-uit-behoudtests uit om ervoor te zorgen dat wordt voldaan aan de vereisten van de applicatieomgeving.