أساسيات التتابع والتطبيقات الصناعية

المرحل هو مكون كهربائي يحقق التحكم التلقائي في الدائرة من خلال التغييرات في إشارات الإدخال. عندما تصل كمية الإدخال إلى حالة محددة، يمكنها إكمال إجراء التبديل في دائرة الإخراج، إما توصيل الدائرة أو فصلها أو تغييرها. ويستخدم على نطاق واسع في التحكم الآلي، وأنظمة الطاقة، والمعدات الصناعية، وأجهزة الطاقة الجديدة، ومعدات الاتصالات، وإلكترونيات السيارات، وهو عنصر مهم في أنظمة التحكم الصناعية.

 

في الأساس، يعتبر المرحل نوعًا من "المفاتيح التلقائية" التي يمكنها استخدام تيار صغير للتحكم في تشغيل دائرة تيار عالي-، وتحقيق وظائف مثل الضبط التلقائي، وحماية السلامة، وتحويل الإشارة، والتحكم عن بعد. في المعدات الصناعية الحديثة، تشتمل المرحلات عادةً على قلب حديد الترحيل، ونواة المغناطيس الكهربائي، ونواة ملف الترحيل المصنوعة من مواد مغناطيسية عالية النفاذية- لتحسين النفاذية المغناطيسية والحساسية التشغيلية.

 

 

 

يتكون المرحل عادة من نظام دائرة مغناطيسية، ونظام قيادة، ونظام اتصال، بما في ذلك بشكل أساسي قلب حديدي، وملف، وعضو إنتاج، ومجموعة اتصال، وآلية إعادة الضبط.

 

عندما يتم تنشيط الملف، يتم إنشاء مجال مغناطيسي داخل الملف. تجذب هذه القوة المغناطيسية عضو الإنتاج، مما يؤدي إلى تحريك وتبديل نقاط الاتصال، وبالتالي التحكم في تشغيل الدائرة أو إيقاف تشغيلها. عندما يتم إلغاء تنشيط الملف-، يختفي المجال المغناطيسي، وتعود نقاط الاتصال إلى حالتها الأصلية تحت تأثير قوة الزنبرك.

 

في صناعة المرحلات الصناعية، يتم استخدام نواة الحديد النقي ونواة الحديد المغناطيسي الناعمة للمرحلات بشكل شائع في الدائرة المغناطيسية. وتشمل خصائصها الرئيسية ما يلي:

 

نفاذية مغناطيسية مستقرة

انخفاض فقدان التباطؤ

سرعة الاستجابة السريعة

انخفاض المغناطيسية المتبقية

مقاومة جيدة للتعب

 

إن DT4C Iron Core وDT4C AC Relay Iron Core عبارة عن مواد حديدية نقية مغناطيسية ناعمة نموذجية، ومناسبة لمرحلات التيار المتردد وبيئات التشغيل عالية التردد.

 

 

يمكن تقسيم عملية عمل المرحل إلى مرحلتين: التنشيط والتعطيل.

 

بعد أن يستقبل الملف جهده المقدر، يولد المجال المغناطيسي جاذبية كهرومغناطيسية، مما يدفع عضو الإنتاج إلى التحرك، مما يؤدي إلى إغلاق نقاط الاتصال المفتوحة عادة وفتح نقاط الاتصال المغلقة عادة. عند انقطاع التيار الكهربائي، يختفي المجال المغناطيسي، ويعود عضو الإنتاج إلى موضعه الأصلي تحت تأثير زنبرك العودة، وتعود جهات الاتصال إلى حالتها الأولية.

 

في هذه العملية، تؤثر الخصائص المغناطيسية لقلب المرحل الكهرومغناطيسي بشكل مباشر على وقت تشغيل المرحل واستقراره وعمره. تعمل نوى الترحيل المصنوعة من الحديد النقي عالي الجودة- على تقليل الفقد المغناطيسي وتحسين الاتساق التشغيلي بشكل فعال.

 

تستخدم بعض المرحلات الصناعية أيضًا طلاء النيكل الأساسي للمرحل مع عملية طلاء سفلي من النحاس لتعزيز مقاومة التآكل واستقرار الأبعاد، مما يجعلها مناسبة للبيئات الصناعية الرطبة ودرجات الحرارة العالية- والمعقدة.

 

 

1. توسيع نطاق التحكم

يمكن للمرحلات تبديل دوائر متعددة بإشارة تحكم واحدة، والتحكم في أجهزة متعددة في نفس الوقت ولعب دور حاسم في أنظمة التشغيل الآلي.

 

2. تضخيم الدائرة

يمكن للمرحلات التحكم في أحمال الطاقة الأكبر باستخدام إشارات إدخال صغيرة، مما يتيح التحكم في -الجهد المنخفض لأنظمة الجهد- العالية.

 

3. التحكم الآلي والتشابك

يمكن أن تشكل المرحلات دوائر تحكم آلية باستخدام أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) وأجهزة الاستشعار والموصلات والمكونات الأخرى لتحقيق التحكم المنطقي والحماية المتشابكة وتبديل الحالة.

 

4. حماية السلامة

توفر المرحلات الحماية من التيار الزائد، والجهد الزائد، والجهد المنخفض، وتأخير الوقت، والحماية من الحرارة الزائدة، وتستخدم على نطاق واسع في أنظمة سلامة المعدات الصناعية.

 

 

على الرغم من أن المرحلات والموصلات تعمل على مبادئ مماثلة، إلا أن تطبيقاتها تختلف.

 

تُستخدم المرحلات بشكل أساسي في دوائر التحكم والتحكم في الإشارات، وهي مناسبة لأنظمة التحكم ذات التيار المنخفض أو التحكم المنطقي؛ تُستخدم الموصلات بشكل أساسي للتحكم في الدائرة الرئيسية، وهي مناسبة لتشغيل أو إيقاف تشغيل أحمال الطاقة العالية- بشكل متكرر.

 

بشكل عام:

المرحلات لديها قدرة اتصال أصغر. المقاولين لديهم قدرة اتصال أكبر. تؤكد المرحلات على دقة التحكم. يؤكد المقاولون على سعة الحمولة.

 

في التحكم الصناعي، يؤثر أداء القلب الحديدي لمرحل التحكم الصناعي بشكل مباشر على سرعة استجابة المرحل واستقراره.

 

 

 

تصنيف جهد التشغيل

يشير هذا إلى الجهد الذي يتطلبه ملف التتابع للتشغيل العادي، ويمكن تقسيمه إلى أنواع AC وDC.

اسحب-الجهد الكهربي ثم حرر الجهد الكهربي

جهد السحب- هو الحد الأدنى من الجهد المطلوب لبدء تشغيل المرحل؛ جهد التحرير هو قيمة الجهد عندما يعود المرحل إلى حالته الأصلية.

قدرة الاتصال

يشير هذا إلى الحد الأقصى للجهد والتيار الذي يمكن أن يحمله المرحل، مما يحدد قدرته على التحكم.

مقاومة الملف

تؤثر مقاومة التيار المستمر للملف على استهلاك الطاقة وتبديد الحرارة.

الحياة الميكانيكية مقابل الحياة الكهربائية

يشير العمر الميكانيكي إلى عدد العمليات في ظل ظروف عدم التحميل-. يشير العمر الكهربائي إلى عمر التشغيل في ظل ظروف الحمل.

 

 

المرحلات الكهرومغناطيسية

المرحلات الكهرومغناطيسية هي النوع الأكثر استخدامًا في الصناعة، وتتميز ببنيتها البسيطة وسرعة الاستجابة السريعة وسهولة الصيانة.

تستخدم دائرتها المغناطيسية الأساسية عادةً نوى الحديد المغناطيسي الناعم للمرحلات ونوى الملف للمرحلات الكهرومغناطيسية لتحسين كفاءة الاستجابة المغناطيسية.

في الوقت الحالي، تُستخدم عمليات التطريق على البارد-نوى مرحل التشكيل على البارد وعمليات التشكيل على البارد-من نواة مرحل DT4C على نطاق واسع في تصنيع المرحلات الدقيقة، مما يؤدي بشكل فعال إلى تحسين دقة الأبعاد واتساق الدفعة.

 

المرحلات المتوسطة

تستخدم المرحلات المتوسطة بشكل أساسي لتضخيم الإشارة، وتحويل المنطق، وتوسيع الاتصال، وتستخدم على نطاق واسع في أنظمة التحكم PLC.

خصائصها تشمل:

عدد جهات الاتصال
عملية حساسة
حجم صغير
تحكم موثوق

تستخدم بعض المنتجات النوى الفولاذية للترحيل ونوى التتابع المصنوعة من الحديد النقي لتحسين الاستقرار في ظل بيئات التشغيل المتكررة.

 

التتابع الحالي

تعمل المرحلات الحالية على أساس التغيرات في التيار، وتستخدم في المقام الأول للحماية من التيار الزائد والتيار السفلي.

وعادةً ما يتم توصيل ملفاتها على التوالي في الدائرة الرئيسية لمراقبة التيار في الوقت الفعلي-.

 

تتابع الجهد

تعمل مرحلات الجهد على أساس تغيرات الجهد، مما يوفر حماية من الجهد الزائد والجهد المنخفض والجهد صفر-.

ونظرًا للحاجة إلى مراقبة الجهد الكهربي-في الوقت الفعلي، فإن ملفاتها عادةً ما تتمتع بمقاومة عالية.

 

تتابع الوقت

تعمل مرحلات الوقت على تمكين التحكم المتأخر وتستخدم بشكل شائع للتحكم في التوقيت في معدات الإنتاج الآلية.

بناءً على هيكلها، يمكن تصنيفها إلى:

الكهرومغناطيسية
الكترونية
الهواء-رطب
رقمي

تميل الأنظمة الصناعية الحديثة إلى استخدام مرحلات الوقت الإلكترونية لتحسين دقة التحكم.

 

التتابع الحراري

تستخدم المرحلات الحرارية في المقام الأول لحماية المحرك الزائد. يعتمد مبدأهم الأساسي على تشوه الشريط ثنائي المعدن بسبب الحرارة، مما يؤدي إلى تشغيل نقاط الاتصال.

أنها تمنع بشكل فعال:

الزائد للمحرك

عملية -أحادية الطور

التيار الزائد لفترة طويلة

 

تتابع السرعة

تستخدم مرحلات السرعة في المقام الأول للتحكم في فرملة المحرك واكتشاف السرعة.

عندما تصل سرعة المحرك إلى القيمة المحددة، يتم تشغيل اتصالات التتابع، مما يحقق التحكم المتشابك أو الكبح العكسي.

 

تتابع مستوى السائل

تحقق مرحلات مستوى السائل تحكمًا تلقائيًا عن طريق اكتشاف التغيرات في مستوى السائل وتستخدم على نطاق واسع في:

أنظمة معالجة المياه
معدات تخزين السوائل
أنظمة التبريد الصناعية

تتابع الضغط

تستخدم مرحلات الضغط بشكل أساسي في الأنظمة الهيدروليكية والهوائية لتحقيق اكتشاف الضغط والتحكم الآلي.

عندما يصل الضغط إلى القيمة المحددة، يتم تبديل جهات الاتصال تلقائيًا، مما يحقق ربط المعدات.

 

 

يعتمد الأداء المغناطيسي وعمر المرحل إلى حد كبير على المادة الأساسية.

تستخدم المرحلات الصناعية الحديثة عادة:

 

نواة الحديد النقي
كهربائي الحديد النقي الأساسية
النوى الحديدية المغناطيسية الناعمة للمرحلات
تتابع الصلب الأساسية

تتميز هذه المواد بنفاذية عالية وإكراه منخفض، مما يحسن بشكل فعال:

سرعة التشغيل
استقرار التنشيط
انخفاض استهلاك الطاقة
استجابة عالية التردد-.

 

فيما يتعلق بعمليات التصنيع، تعمل العمليات الأساسية للترحيل على البارد والعمليات الأساسية للترحيل على البارد على تحسين اتساق أبعاد المنتج والقوة الميكانيكية، مما يجعلها مناسبة للإنتاج الآلي الضخم.

 

علاوة على ذلك، تؤثر المكونات الهيكلية الدقيقة مثل المسامير الأساسية ودبابيس المرحل أيضًا على دقة التجميع وثبات المرحلات على المدى الطويل-.

 

 

 

مع تطور الأتمتة الصناعية والطاقة الجديدة والمركبات الكهربائية والتصنيع الذكي، تتطور المرحلات في الاتجاهات التالية:

 

التصغير
موثوقية عالية
تردد عالي
انخفاض استهلاك الطاقة
ذكاء
عمر طويل

 

وخاصة في مركبات الطاقة الجديدة، وأنظمة التحكم في الجهد العالي{{0}، ومعدات الأتمتة الصناعية، فإن الطلب عليهانواة الحديد النقيوأجزاء الترحيل الأساسية الحديدية والمواد المغناطيسية اللينة عالية الأداء-تستمر في النمو.

 

في المستقبل، ستصبح -النوى المغناطيسية الناعمة من سلسلة DT4C عالية الدقة، وتقنية التوجيه البارد الدقيقة، والهياكل الكهرومغناطيسية عالية الاستقرار اتجاهات تطوير مهمة للمرحلات الصناعية.