如何使用繼電器控制線性執行器?

什麼是中繼?

一個 中繼 是一種電磁開關,可以用較小的電流操作以打開和關閉較大的電流。繼電器由兩個隔離的電路組成,一個控制電路用於控制開關,另一個電路包含開關。當控制電路通電時,電流流過線圈,線圈產生磁場,該磁場用於打開和關閉開關 [1]。該磁場是通過電子(電流)通過金屬絲而產生的 [2] 當電子流通過線圈時會增強 [3].

中繼的工作方式:https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html

由於繼電器是開關,因此它們也由基於極數和擲數的操作方式來定義。極數是指內部電路的數量,擲數是指接通位置的數量。像開關一樣,您可以獲得單刀單擲(SPST)的繼電器, 單刀雙擲 (SPDT),以及 雙刀雙擲 (DPDT)。繼電器的輸出連接將根據線圈通電時是斷開還是閉合來標記。線圈不通電時的連接稱為常閉(NC),線圈通電時的連接稱為常開(NO)。

繼電器類型  

繼電器允許我做什麼?

繼電器使您可以用較低的電壓電路控制較大的電氣負載。由於繼電器由兩個隔離的電路組成,因此,由於兩個電路在物理上是隔離的,因此可以保護較低電壓的組件免受較高的電氣負載的影響。這消除了從高壓組件中超出低壓組件額定功率的任何擔憂。當您想要控制很大的時候 線性執行器 或一系列低壓執行器 開關。但是與開關不同,繼電器不需要用戶的物理輸入,而是允許您使用電信號控制系統。這意味著您可以使用傳感器的輸出或微控制器(例如 Arduino的.

我需要哪種類型的繼電器來控制線性執行器?

您不能直接用繼電器控制線性執行器,因為您需要另一個組件來使線圈通電以控制內部開關。但是,由於給線圈通電的輸入非常簡單,只需驅動電流通過線圈即可,本節將重點介紹線性致動器的設置,並根據您的意願選擇如何給線圈通電。

DPDT繼電器接線為了能夠使用繼電器來伸縮線性執行器,您將需要能夠切換到執行器的輸入電壓的極性。這將使您可以選擇使用DPDT繼電器還是使用兩個SPDT繼電器。的 DPDT繼電器 將由8個連接器組成; 2個用於線圈,4個用於開關的輸入端,2個在開關的輸出端。與使用DPDT開關一樣,您將需要將執行器連接到4個輸入連接器,翻轉正極和負極引線,或者連接到2個輸出連接器,並將電源連接到4個輸入連接器,翻轉正極和負極。負麵線索,如上圖所示。由於僅使用一個繼電器,因此只需要一個輸入信號即可控制繼電器。當線圈通電時,將導致執行器伸出,而當線圈未通電時,執行器將縮回。這意味著沒有關閉位置,將需要您使用帶有內部限位開關的線性執行器,以在達到極限時關閉執行器。使用此配置,您將要確保將起始位置(無論是完全伸展還是完全縮回)連接到繼電器上的NC連接,因為這將確保在控制系統發生故障並斷電時系統不會意外移動線圈。如果您的確有一個帶有內部限位開關的線性執行器,並且只要求執行器完全伸出或完全縮回,則此設置可能適合您的應用,但如果不行,則需要使用其他配置。

DPDT中繼設置

如果您需要線性執行器停在完全伸出和完全縮回位置之間,則需要利用兩者 SPDT繼電器 組態。在此配置中,兩個繼電器用於翻轉線性致動器的電壓極性以及斷開致動器的電源。您將需要將兩個繼電器的NC連接都連接到電源的接地,因為這將確保在控制系統發生故障並使線圈斷電時,執行器不會移動。要使用此設置控制執行器,您需要給一個繼電器通電以使執行器伸出,而另一個繼電器回縮,如下所示。您需要確保兩個線圈都不會同時通電。您可以對四個SPST繼電器使用類似的設置,其中兩個繼電器用於接地,兩個繼電器用於電源連接,但實際上沒有任何理由在兩個SPDT繼電器配置上使用該設置,尤其是當您獲得一個 繼電器模塊.

 SPDT繼電器接線

 

最後,在購買您選擇的繼電器之前,您需要確保其規格能夠滿足您的設計需求。繼電器的規格與開關相似,但繼電器的線圈和開關側均具有額定功率。通常,您會看到開關的額定功率以交流或直流的安培數和電壓給出,例如:16A 250V AC,而對於線圈,它可能只是以電壓給出,這通常是您應該做到的。不會通過線圈驅動大電流。像開關一樣,這些是作為繼電器可以處理的最大電壓和電流給出的,並且應高於應用程序的電壓和電流。

局限性

用繼電器控制線性致動器與用開關控制線性致動器有相似的局限性。首先,如果要分別控制兩個執行器,則需要使用更多的繼電器。您也將無法調整線性執行器的速度。您將只能控制執行器的行進方向。最後,您將無法利用執行器的反饋,該反饋可用於更精確地定位執行器。

儘管它們有一些局限性,但與機械開關相比,繼電器具有兩個主要優點。首先是能夠通過電輸入來控制它們的能力,這使您可以通過微控制器或傳感器來控制執行器。其次,繼電器將較重的電氣負載與低壓組件隔離開來,從而保護了它們。雖然,與開關相比,繼電器確實需要使用更複雜的電路來控制線性執行器。它們提供的優勢使您可以在設計中實現更多自動化,並可以控制更大的電氣負載。

  1. Woodford,C.(2019年6月)。 繼電器。取自:https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html
  2. Krantz,D.(2020年)。 中繼如何工作?取自:https://www.douglaskrantz.com/ElecHowDoesARelayWork.html
  3. 電子教程(2020)。電磁學取自:https://www.electronics-tutorials.ws/electromagnetism/electromagnetism.html
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