מהם סוגי הממסרים החשמליים

ממסרים חשמליים הם אחד המכשירים הנפוצים ביותר במערכות טכנולוגיות מודרניות. ניתן למצוא אותו במכוניות, מכונות כביסה, תנורי מיקרוגל, ציוד רפואי, כמו גם טנקים, מטוסים וספינות. למעשה, אף תעשייה לא יכולה לפעול ללא ממסר. בחלק ממערכות הבקרה האוטומטיות המורכבות בתעשייה, מספר הממסרים מוערך במאות ואף אלפים. בתעשיית ייצור החשמל, אסור לציוד חשמל לפעול ללא ממסרי הגנה מיוחדים. ציוד חשמלי מסוים, כגון שנאי כוח, עשוי להיות מוגן על ידי מספר סוגים שונים של ממסרים, שכל אחד מהם שולט בפונקציות שונות.

למרות שלממסרים יש מגוון רחב של שימושים וסוגים רבים, רוב המהנדסים אינם מכירים את רובם. לאחר קריאת מאמר זה, תהיה לך הבנה בסיסית של סוגי ממסר.

1. ממסר אלקטרומגנטי

ממסר אלקטרומגנטי הוא הממסר הפשוט, הוותיק והנפוץ ביותר. המרכיבים הבסיסיים שלו הם סלילים, ליבות מגנטיות, אבזור, קפיצים ומגעים. המערכת המגנטית משמשת להמרת זרם הכניסה להספק המכני הנדרש לסגירת מגע. מערכת המגע ממירה את האנרגיה המכנית המבואה לאותות חשמליים. מערכת הבידוד מספקת בידוד גלווני בין מעגל הכניסה (מתפתל) למעגל המוצא (מגע).

2. ממסר נעילה

ממסר נעילה הוא ממסר שנקלט בהשפעת דופק זרם בודד בפיתול ושומר על מצב זה כאשר הדופק מפסיק להשפיע עליו, כלומר כאשר הוא נעול. לכן, הממסר מתפקד כמעגל אחסון. בנוסף, ממסר הנעילה עוזר להפחית את צריכת החשמל במעגל היישום, מכיוון שאין צורך לטעון את הסליל כל הזמן.

3. ממסר תרמי

ממסרי טמפרטורה או ממסרים תרמיים שייכים לסוג השני (ואולי אפילו הראשון) הפופולרי ביותר של ממסרים חשמליים ייעודיים. ישנם שני סוגים בסיסיים של מכשירים כאלה: ממסרים שמכניסים עירור בצורה של חום וממסרים שמכניסים עירור בצורה של זרם. הסוג הראשון של ממסר מתאים לבקרת טמפרטורה ישירה של יחידות שונות. הסוג השני של ממסר משמש כממסר הגנה למניעת עומס זרם ומתאים למשתמשי חשמל שונים. במקרה האחרון, הזרם מומר תחילה לחום בתוך הממסר, וכאשר הטמפרטורה של האלמנט התרמי הפנימי מגיעה לערך מסוים (הממסר מופעל), הוא הופך לאות חשמלי פלט.

4. ממסר ריד

מהנדסים רבים נתקלו באלמנטים מגע פרימיטיביים במארזי זכוכית. עם זאת, לא כולם יודעים שממסרי קנים שונים מאלה הרגילים לא בגלל המעטפת הנבטית (ממסרים אטומים הם לא בהכרח של ריד), אלא בגלל העובדה שממסרי קנים, חומר מגנטי העשוי מלוח פלדה דק משמש כמגע. , מערכת מגנטית, קפיץ בו זמנית. קצה אחד של לוח זה קבוע, והקצה השני מכוסה בחומר מוליך כלשהו, שיכול לנוע בחופשיות תחת פעולת שדה מגנטי חיצוני. הקצוות החופשיים של שתי הלוחות הללו מצביעים זה על זה וחופפים ב-0.2 עד 2 מ"מ, מהווים את הבסיס לסוג חדש של מתג.

5. ממסר מתח גבוה

ההתפתחות המהירה של טכנולוגיה חשמלית המיישמת מתח גבוה (לייזר כוח, מאיץ תעשייתי, מתכת בתדר גבוה וחימום בינוני וכו'), השימוש בציוד אלקטרוני כוח (רדאר, משדר טלוויזיה ורדיו) הפועל במתח גבוה, עבור מתח שונה רמות הצורך במערכות בדיקת בידוד לציוד חשמלי הוא הסיבה לפופולריות של ממסרי מתח גבוה (HV) הפועלים במתחים של 5 עד 300 קילו וולט ומעלה. ניתן לחלק ממסרים כאלה לשתי קטגוריות: ממסרים מבודדים במתח גבוה לכל רכיבי זרם העומס, וממסרים מבודדים במתח נמוך ובמתח גבוה בין אלמנט הכניסה (סליל הבקרה) לאלמנט המוצא (מגע).

6. ממסר זמן

בנוסף לממסרים חשמליים, הממסר הנפוץ ביותר הוא "ממסר הזמן". בנסיבות רגילות, לממסרים אלה יש השהייה מסוימת התואמת לאות המשמש עבור כניסת הממסר, וזו הסיבה שהמונח "ממסר השהיה" משמש לעתים קרובות. מכיוון ששינוי המצב של הממסר מלווה בהשהייה מסוימת של האות המופעל על מסוף הקלט שלו, ניתן לומר בוודאות כי בנוסף לפונקציות אחרות, לכל ממסר יש גם תפקיד של ממסר זמן. לעיתים ניתן לשפר את היציבות של מערכות בקרה אוטומטיות על ידי שילוב ממסרים אלקטרומכניים סטנדרטיים. תפקידם היחיד הוא לספק השהיית אות ספציפית שערכו שווה להשהיית הביצוע שלו. מנקודת מבט הנדסית, "ממסר זמן" או "ממסר עיכוב זמן" מוגדר בדרך כלל כממסר שלוקח פונקציית השהיית זמן כעמוד התווך ומשפר את מאפייני הפונקציה בצורה כלשהי.

7. ממסר זרם ומתח

ממסרים אלו מתוכננים במיוחד כדי לשלוט ברמות זרם או מתח במעגלי מתח גבוה ומתח נמוך, ומשמשים ליצירת אותות פלט ספציפיים כאשר רמת הזרם או המתח חורגת מערך שנקבע מראש. ממסרים כאלה נקראים גם "ממסרי מדידה" מכיוון שהם מודדים באופן רציף את רמת ערכי הביצוע במהלך הפעולה. בדרך כלל, אות המוצא של סוג זה של ממסר ישפיע על התקן כיבוי החשמל וינתק את העומס, ובכך יגן עליו (או על ספק הכוח הראשי) מפני נזק במצב חירום, וזו הסיבה שסוג זה של ממסר נקרא גם " ממסר מגן".

8. ממסר דיפרנציאלי

הגנה דיפרנציאלית מאתרת את התקלה על ידי השוואת שני (או יותר) זרמים; זוהי למעשה הגנה נוכחית. בהשוואה לסוגי הגנה אחרים, להגנת זרם דיפרנציאלי יש סלקטיביות מוחלטת, מכיוון שהיא יכולה לעבוד בצורה חכמה רק כאשר התקלה מתרחשת באזור המיגון, וכלל לא כאשר התקלה מתרחשת מחוץ לאזור המיגון. עֲבוֹדָה. שטח הממסר הדיפרנציאלי מוגבל על ידי חלק מהמעגל בין שנאי הזרם (CTs) שאליהם מחובר הממסר. בשל הסלקטיביות הגבוהה של ההגנה, איסוף הממסר אינו דורש השהיית הפעלה, וזו הסיבה שכל הממסרים הדיפרנציאליים הם מהירים. לכן, להגנת הדיפרנציאל יש סלקטיביות ומהירות פעולה גבוהים במיוחד.

9. ממסר מרחק

מפעיל שמתפקד כאשר חריגה מהקבילות של המעגל, העכבה או התגובה שנקבעו מראש. אם לכל ממסר המותקן לאורך הקו יש השהיית זמן, בהתאם לעכבה (מרחק), הממסר שנקלט ראשון הוא תמיד זה הקרוב ביותר לנקודת הקצר. מטרת ההגנה למרחקים היא להשיג זאת. במעגל אספקת חשמל דו-כיווני, הגנת המרחק היא כיוונית.

10. ממסר תדרים

הירידה בתדירות נובעת מעומס יתר של מערכת החשמל, והעלייה בתדירות היא עדות לעודף הספק. כאשר אחד או כמה קווים כבדים נכשלים פתאום, יהיה עודף כוח במערכת. כוח עודף מופנה לקווים אחרים, וגורם לזרימת חשמל מסוכנת, שעלולה לגרום לקריסת מערכת החשמל. זו הסיבה ששליטה בתדר המתח היא כל כך חשובה. כמו פרמטרים אחרים של המעגל, התדר נשלט על ידי ממסר מיוחד.

11. ממסר מקוטב

ממסר מקוטב הוא ממסר אלקטרומגנטי של זרם ישר (DC), בתוספת מקור שדה מגנטי קבוע המשפיע על האבזור של הממסר. מקור נוסף זה של שדה מגנטי (המכונה "קיטוב") מיוצר בדרך כלל בצורה של מגנט קבוע.

12. ממסר מבוסס מיקרו-מעבד

ממסר מבוסס מיקרו-מעבד הוא מחשב קטן שלמעגל המוצא שלו יש פרמטרים תואמים עם שנאי זרם ומתח חיצוניים. ניתן לבצע תכנות בזיכרון, מה שמאפשר לעצב את פעולתו של כל ממסר מגן על סמך אותות כניסה. בעזרת מיקרו-מעבד בסיסי לשימוש כללי, אפשר ליצור כל ממסר על-ידי ביצוע כמה שינויים ספציפיים בתוכנית, לפחות בשלבים הראשונים של הפיתוח של מכשירים מבוססי מיקרו-מעבד.

13. ממסר רצף

ממסרי רצף נקראים לפעמים אלטרנטורים, ממסרי צעד, ממסרי צעד, טריגרים או ממסרי דופק. לממסר יש את היכולת לפתוח ולסגור מגעים ברצף שנקבע מראש. כל ממסרי הרצף משתמשים במנגנון ראצ'ט או תפס כדי לשנות את מצב המגעים שלהם באמצעות פולסים חוזרים לסליל בודד. בדרך כלל, אבל לא תמיד, דופק אחד יסגור סט של מגעים, הדופק הבא יפתח אותם וכו'.

14. ממסר רוטרי

ממסר סיבובי או מונע מנוע הוא ממסר שבו התנועה קדימה של האבזור והמגעים מוחלפת בתנועה סיבובית. למעשה, זהו מתג רוטור רב-מגע סטנדרטי המונע אלקטרומגנטית, לא ידני.

15. ממסר סליל נע

סוג זה של ממסר יש עיצוב חיצוני יוצא דופן למדי, לפעמים דומה צינור ואקום או מכשיר מדידה. באופן טבעי, ממסר זה דומה למכשיר מדידה מכיוון שלמעשה מדובר במנגנון מדידה רגיש ביותר עם מגעים רגישים מאוד. תפקידו של המכשיר מבוסס על האינטראקציה בין השדה המגנטי של המגנט הקבוע לזרם בפיתול. הפיתול מלופף על צינור אלומיניום קל מלבני (מסגרת) הממוקם ברווח בין המגנט הקבוע לטבעת ליבת הברזל.

16. ממסר קריין מטרה

ממסר אות (ממסר יעד, ממסר אות או ממסר דגל) הוא מכשיר ללא איפוס אוטומטי, המציין את מצבו של התקן הגנה, אך אינו פועל באופן אוטומטי. וניתן לארגן אותו גם לביצוע פונקציית הנעילה. במילים אחרות, ממסר המטרה משמש במערכות הגנת ממסר ואוטומציה כאינדיקטור לממסרים אחרים לקלוט.

17. ממסר פלאש

ממסר הבזק (או מהבהב) משמש ליצירת האור המהבהב של מנורת האות. בגלל הבהוב זה, הוא ימשוך יותר תשומת לב מאשר מנורה דולקת לצמיתות. ממסר זה נמצא בשימוש נרחב בבקרה של מנורת איתות בודדת ורכיב של לוח איתות מרובה שסתומים.

18. שליחת בוכהולץ

ממסרי Buhertz משמשים להגנה על ציוד שקוע בנוזל, על ידי ניטור הציוד לזרימה חריגה או ללא גז או היווצרות חריגה של גז (רוב התקלות בשנאי כוח מלאי שמן מלוות בהפקת גז). ממסרים אלה משמשים בדרך כלל בשנאים עם מיכלי הרחבה. הם אוספים את הגז שמשתחרר בהדרגה עקב בעיות פנימיות קטנות (כגון חיבור לקוי, קשתות קטנות וכו') עד שנפח הגז מפעיל מתג, ואז שולח אות אזעקה. לאחר איסוף הגז וניתוחו, ניתן לזהות את הבעיה.

19. ממסרי בטיחות

ממסרים חשמליים מכילים רכיבים רבים, המושפעים מכוח, בלאי חשמלי או תרמי. ביישומים רבים, הבטיחות היא קריטית מאוד, והשימוש בציוד חשמלי חשוב מאוד כדי להבטיח שבמהלך מחזור חיווי התקלה, כאשר מתגלה תקלה על ידי מגע הממסר הנע, לא תתרחש תנועת מכונה מסוכנת. על מנת להבטיח את תפקוד הבטיחות, במיוחד במקרה של תקלה, מובנית בקרה נכונה במעגל של התקן הבטיחות. לממסרי הבטיחות המאלצים את המגעים תפקיד מכריע במניעת תאונות במכונות ובמערכות.

20. ממסר תקלות הארקה

ממסר תקלות הארקה הוא מכשיר שמפעיל את אספקת החשמל כאשר זרם זורם לאדמה. לכן, הוא יכול לספק הגנה מפני זעזועים חשמליים מזיקים ולספק נתיב לכדור הארץ במקרה של מגע אנושי עם מעגל חי. דוגמאות אופייניות למצב זה הן שימוש בחוטים פגומים ובמכשירים פגומים.

21. ממסר פיקוח

המטרה העיקרית של ממסר זה היא לפקח באופן רציף על השימוש הרגיל בציוד חשוב (או פרמטרי הספק חשובים המוחלים על ציוד זה). סליל הטריפה ואספקת החשמל של מפסק המתח הגבוה ברשת החשמל; מעגל אספקת החשמל של החיישן של מערכת אזעקת האש; רצף הפאזה ואובדן הפאזה של ספק הכוח המנוע; רמת הבידוד של ציוד חשמלי וכו', מדובר ביחידות ופרמטרים אלו. ממסרי ניטור יכולים גם לזהות הפרעות, התנגדות גבוהה הנגרמת מחיבורי זרם לקויים, התנגדות מוגברת להעברת מגע, שליטה בריתוך מגע, שליטה באיבוד מתח וכשל במתח של הממסר עצמו.