Analisi delle differenze nella struttura del nucleo e selezione tra relè CA e CC

Durante la fase di selezione delle apparecchiature di controllo elettrico, i tecnici spesso confondono la logica di adattamento dei relè CA e CC. La combinazione di alimentatori CA e CC per la bobina e i circuiti di carico può facilmente portare a pericoli per il circuito. Il gruppo principale del relè CA ha un design strutturale dedicato ed è il componente principale più intuitivo per distinguere tra relè CA e CC. I due sono completamente diversi nella bobina, nella costruzione del nucleo e nelle soluzioni di dissipazione del calore, determinando direttamente la compatibilità di tensione del componente e la stabilità operativa a lungo termine.

Dal punto di vista della progettazione strutturale di base, i relè CA si basano sull'alimentazione CA per azionare la bobina. Il nucleo scanalato per relè CA è dotato di un anello di cortocircuito-in-circuito integrato e il nucleo generalmente utilizza una struttura laminata di tipo E-. Il diametro del filo della bobina corrispondente è più spesso, con meno spire, e un telaio indipendente risulta in una forma corta e robusta. I relè CC non hanno un anello di cortocircuito-; il nucleo ha una forma cilindrica solida, il diametro del filo della bobina è più sottile, con più spire e non è presente un telaio isolante, il che si traduce in una forma complessivamente snella. La logica progettuale delle due strutture è funzionale alle rispettive caratteristiche di alimentazione.

Le fonti di calore e i percorsi di dissipazione del calore dei due tipi di componenti elettromagnetici differiscono fondamentalmente. Quando si funziona con alimentazione CA, il nucleo di ferro genera correnti parassite e perdite per isteresi, concentrando il calore nell'area del nucleo. Il nucleo del relè CA e l'anello in rame utilizzano spazi vuoti nel telaio per isolare dalle alte temperature e la disposizione della bobina corta e robusta consente una rapida dissipazione del calore dal nucleo di ferro. Al contrario, il calore di un relè CC è concentrato negli avvolgimenti della bobina, con la bobina a diretto contatto con il nucleo di ferro per la conduzione del calore. La sua forma snella aumenta l'area di dissipazione del calore della bobina, mitigando il rischio di surriscaldamento e esaurimento.

I tipi di alimentazione della bobina e i carichi dei contatti possono essere utilizzati in modo intercambiabile. I componenti azionati da bobine CA possono gestire carichi CC e le bobine CC possono funzionare anche con circuiti CA. Il nucleo AC stesso non limita le caratteristiche AC/DC del carico del contatto. Tuttavia, i circuiti misti tendono a generare tensioni indotte, che possono causare deviazioni di lettura durante la manutenzione e la misurazione delle apparecchiature, portando potenzialmente a diagnosi errate. Questa caratteristica richiede molta attenzione durante la fase di messa in servizio.

I due tipi di nuclei in ferro hanno focus applicativi diversi. Gli scenari di controllo industriale generale utilizzano principalmente componenti CA, con asta CA compatibile con la stragrande maggioranza dei circuiti di controllo elettrico convenzionali. I gruppi con nucleo in ferro CC vengono utilizzati principalmente nei sistemi di interblocco di protezione che richiedono il funzionamento anche dopo un'interruzione dell'alimentazione CA o in scenari di controllo di potenza elevata-che richiedono una forte attrazione elettromagnetica. Anche i sistemi di controllo elettrico automobilistico utilizzano uniformemente relè-azionati da corrente continua.

Quando si seleziona un relè, è fondamentale abbinare il nucleo CA corrispondente per relè industriale all'alimentazione e al tipo di carico. Ignorare le differenze strutturali tra i gruppi centrali dei relè CA e CC e mescolare arbitrariamente i relè CA e CC può portare a guasti come il surriscaldamento del nucleo di ferro, l'inserimento instabile e la bruciatura della bobina. Una conoscenza approfondita della struttura, della dissipazione del calore e delle differenze di compatibilità dei gruppi con nucleo in ferro può aiutare il personale di ricerca e sviluppo e di approvvigionamento a effettuare selezioni accurate, ridurre la probabilità di guasti successivi alle apparecchiature e migliorare l'affidabilità complessiva del sistema di controllo elettrico.

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