كل ما تحتاج معرفته عن المرحلات

صورة:

1. المرحل داخل غلافه البلاستيكي.
2. المرحل مفصول عن غلافه باستخدام مفك براغي.
3. أجزاء المرحل.
4. أطراف توصيل المرحل التي يمكن لحامها بلوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
5. أجزاء المرحل

ابدأ بإزالة الغلاف البلاستيكي أو البولي فينيل كلورايد (PVC) للمرحل باستخدام مفك براغي. يمكنك رؤية تصميم وأجزاء مختلفة من المرحل. الأجزاء الرئيسية للمرحل هي: المحرك (Armature)، الزنبرك (Spring)، الغمد (Yoke)، الملامسات (Contacts)، والملف (Coil).

يتكون المرحل الكهرومغناطيسي البسيط من ملف من الأسلاك ملفوف حول قلب حديدي ناعم، وغمد حديدي يوفر مسارًا منخفض الممانعة للتدفق المغناطيسي، ومحرك حديدي متحرك، ومجموعة واحدة أو أكثر من الملامسات (يوجد اثنان في المرحل المصور). يتم مفصل المحرك بالغمد وربطه ميكانيكيًا بمجموعة واحدة أو أكثر من الملامسات المتحركة. يتم تثبيته في مكانه بواسطة زنبرك بحيث عندما يكون المرحل غير منشّط، توجد فجوة هوائية في الدائرة المغناطيسية. في هذه الحالة، تكون إحدى مجموعتي الملامسات في المرحل المصور مغلقة، والمجموعة الأخرى مفتوحة. قد تحتوي المرحلات الأخرى على مجموعات ملامسات أكثر أو أقل حسب وظيفتها. يحتوي المرحل في الصورة أيضًا على سلك يربط المحرك بالغمد. يضمن ذلك استمرارية الدائرة بين الملامسات المتحركة على المحرك، ومسار الدائرة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) عبر الغمد، الذي يتم لحامه بلوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

الخطوة 2: آلية عمل المرحل

صورة:

1. محرك وملف معزول للمرحل.
2. المرحل بدون ملف معزول.
3. ملامسات المرحل عندما لا يتم تطبيق تيار عبر أطراف المرحل.
4. ملامسات المرحل عندما يتم تطبيق تيار عبر أطراف المرحل.
5. زنبرك المرحل.

يتكون المرحل الكهرومغناطيسي البسيط من ملف سلكي ملفوف حول قلب حديدي ناعم، وغمد حديدي يوفر مسارًا منخفض الممانعة للتدفق المغناطيسي، ومحرك حديدي متحرك، ومجموعة واحدة أو أكثر من الملامسات (يوجد اثنان في المرحل المصور). يتم مفصل المحرك بالغمد وربطه ميكانيكيًا بمجموعة واحدة أو أكثر من الملامسات المتحركة. يتم تثبيته في مكانه بواسطة زنبرك بحيث عندما يكون المرحل غير منشط، توجد فجوة هوائية في الدائرة المغناطيسية. في هذه الحالة، تكون إحدى مجموعتي الملامسات في المرحل المصور مغلقة، والمجموعة الأخرى مفتوحة. قد تحتوي المرحلات الأخرى على مجموعات ملامسات أكثر أو أقل حسب وظيفتها. يحتوي المرحل في الصورة أيضًا على سلك يربط المحرك بالغمد. يضمن ذلك استمرارية الدائرة بين الملامسات المتحركة على المحرك، ومسار الدائرة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) عبر الغمد، الذي يتم لحامه بلوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

عندما يمر تيار كهربائي عبر الملف، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا ينشط المحرك، وتؤدي حركة الملامس (الملامسات) المتحركة الناتجة إلى توصيل أو فصل (حسب البناء) اتصال مع ملامس ثابت. إذا كانت مجموعة الملامسات مغلقة عندما كان المرحل غير منشط، فإن الحركة تفتح الملامسات وتقطع الاتصال، والعكس صحيح إذا كانت الملامسات مفتوحة. عندما يتم إيقاف تشغيل التيار عن الملف، يتم إرجاع المحرك بقوة، تساوي تقريبًا نصف قوة المغناطيسية، إلى وضعه المرتاح. عادةً ما يتم توفير هذه القوة بواسطة زنبرك، ولكن الجاذبية تستخدم أيضًا بشكل شائع في بادئات المحركات الصناعية. يتم تصنيع معظم المرحلات لتعمل بسرعة. في التطبيقات ذات الجهد المنخفض، يقلل ذلك من الضوضاء؛ في التطبيقات ذات الجهد أو التيار العالي، يقلل ذلك من القوس الكهربائي. عندما يتم تنشيط الملف بتيار مباشر، غالبًا ما يتم وضع صمام ثنائي عبر الملف لتبديد الطاقة من المجال المغناطيسي المنهار عند إيقاف التنشيط، والذي قد يولد بخلاف ذلك ارتفاعًا في الجهد خطيرًا على مكونات الدوائر شبه الموصلة. تتضمن بعض مرحلات السيارات صمامًا ثنائيًا داخل غلاف المرحل. على سبيل المثال، عندما يتم تشغيل مرحل في سيارتك، يمكن أن يتسبب ارتفاع الجهد في تداخل في الراديو، وإذا كان لديك بطارية معيبة أو كنت غبيًا بما يكفي لقطع الاتصال بها أثناء تشغيل المحرك، فقد يتلف وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) وما إلى ذلك.

الخطوة 3: أقطاب ومخارج المرحل

صورة: 1. رموز الدوائر للمرحلات. (يشير الحرف C إلى الطرف المشترك في أنواع SPDT و DPDT).

بما أن المرحلات هي مفاتيح، فإن المصطلحات المطبقة على المفاتيح تنطبق أيضًا على المرحلات؛ يقوم المرحل بتبديل قطب واحد أو أكثر، يمكن تبديل كل منها من ملامساته عن طريق تنشيط الملف بإحدى الطرق الثلاث التالية:

ملامسات مفتوحة عادةً (NO) تصل الدائرة عندما يتم تنشيط المرحل؛ يتم فصل الدائرة عندما يكون المرحل غير نشط. يطلق عليها أيضًا ملامس من النوع A أو ملامس "توصيل". يمكن تمييز ملامسات NO أيضًا بأنها "توصيل مبكر" أو NOEM، مما يعني أن الملامسات تغلق قبل أن يتم الضغط على الزر أو المفتاح بالكامل.

ملامسات مغلقة عادةً (NC) تفصل الدائرة عندما يتم تنشيط المرحل؛ يتم توصيل الدائرة عندما يكون المرحل غير نشط. يطلق عليها أيضًا ملامس من النوع B أو ملامس "فصل". يمكن تمييز ملامسات NC أيضًا بأنها "فصل متأخر" أو NCLB، مما يعني أن الملامسات تظل مغلقة حتى يتم فصل الزر أو المفتاح بالكامل.

ملامسات تحويل (CO)، أو رمي مزدوج (DT)، تتحكم في دائرتين: ملامس مفتوح عادةً وملامس مغلق عادةً مع طرف مشترك. يطلق عليها أيضًا ملامس من النوع C أو ملامس "نقل" ("فصل قبل التوصيل"). إذا كان هذا النوع من الملامسات يستخدم وظيفة "توصيل قبل الفصل"، فيطلق عليه ملامس من النوع D.

التعيينات التالية شائعة:

SPST – قطب واحد رمية واحدة. تحتوي على طرفين يمكن توصيلهما أو فصلهما. بما في ذلك طرفين للملف، يحتوي هذا المرحل على أربعة أطراف إجمالاً. من غير الواضح ما إذا كان القطب مفتوحًا عادةً أم مغلقًا عادةً. يستخدم مصطلحا "SPNO" و "SPNC" أحيانًا لحل الغموض.

SPDT – قطب واحد رمية مزدوجة. يتصل طرف مشترك بأي من الطرفين الآخرين. بما في ذلك طرفين للملف، يحتوي هذا المرحل على خمسة أطراف إجمالاً.

DPST – قطب مزدوج رمية واحدة. تحتوي على زوجين من الأطراف. مكافئة لمفتاحين SPST أو مرحلين يعملان بملف واحد. بما في ذلك طرفين للملف، يحتوي هذا المرحل على ستة أطراف إجمالاً. قد تكون الأقطاب من النوع A أو النوع B (أو واحد من كليهما).

DPDT – قطب مزدوج رمية مزدوجة. تحتوي على صفين من أطراف التبديل. مكافئة لمفتاحين SPDT أو مرحلين يعملان بملف واحد. يحتوي هذا المرحل على ثمانية أطراف، بما في ذلك الملف.

الخطوة 4: مرحل التحويل (CO) أو المزدوج الرمي (DT)

مرحل من نوع التغيير (Change Over) يشبه إلى حد كبير مرحل القطب الواحد المزدوج الرمي (SPDT).

لشرح عمل مرحل التغيير، قمت بمقارنته بمرحل SPDT.

يُحوّل تكوين مرحل SPDT قطبًا مشتركًا واحدًا إلى قطبين آخرين، متأرجحًا بينهما. لنتأمل مرحل SPDT بقطب مشترك "C" وليكن القطبين الآخرين "A" و "B" على التوالي. عندما لا يكون الملف موصلاً بالطاقة (غير نشط)، يكون القطب المشترك "C" متصلاً بالقطب "A" (NC) ويكون في وضع الراحة. ولكن عندما يتم توصيل المرحل بالطاقة (نشط)، يكون القطب المشترك "C" متصلاً بالقطب "B" (NO) ولا يكون في وضع الراحة. وبالتالي، يكون وضع واحد فقط هو وضع الراحة بينما يتطلب الوضع الآخر تشغيل الملف بالطاقة.

الخطوة 5: معلمات الجهد والتيار للمرحل

صورة: 1. معلمات الجهد والتيار للمرحل المطبوعة على غلاف المرحل.

2. معلمات الجهد والتيار للمرحل المطبوعة على غلاف المرحل.

تتوفر معظم المرحلات بجهود تشغيل مختلفة مثل 5 فولت، 6 فولت، 12 فولت، 24 فولت، إلخ. إذا تم تزويد المرحل بجهد التشغيل المطلوب، يتم تنشيطه. عادة ما يكون جهد تشغيل المرحل بالتيار المستمر (DC). المرحلات ذات الإشارة الصغيرة ومرحلات الطاقة ذات الجهد المنخفض تكون عادةً تعمل بالتيار المستمر، ولكن مرحلات التحكم في التيار الكهربائي والموصلات غالبًا ما تحتوي على ملفات تيار متردد (AC). تُستخدم الأطراف المتبقية للمرحل لتوصيل دائرة تيار متردد (عادةً 50/60 هرتز) أو تيار مستمر. تتمتع أطراف التبديل والاتصال للمرحل بحدودها القصوى من الجهد والتيار/المعلمات. تُطبع هذه المعلمات عادةً على الغلاف البلاستيكي أو PVC للمرحل. بالنسبة لتقييمات الاتصال، غالبًا ما تجد شيئًا مثل 5A عند 250VAC / 10A عند 12VDC. هذه هي الأرقام التي يجب أن تلتزم بها. مع ذلك، يمكنك تشغيل تيار أعلى من المطبوع عليه إذا كان الجهد الخاص بك أقل، ولكنها ليست متناسبة بشكل مباشر ويجب الرجوع إلى ورقة بيانات المرحل. إذا تم تحميل المرحل بشكل زائد، فقد يحترق ويتلف الدائرة أو الأجهزة المتصلة به. تأكد من اختيار مرحل يمكنه التعامل مع متطلبات الجهد والتيار الخاصة بك لضمان عدم احتراق ملف المرحل وعدم تلف دائرتك.

الخطوة 6: إعادة تدوير وإعادة استخدام المرحلات القديمة