أنا. مقدمة
تلعب المرحلات، باعتبارها أجهزة تحكم إلكترونية، دورًا حاسمًا في الأتمتة الصناعية والتحكم في الطاقة والاتصالات والمجالات الأخرى. وهي تستخدم تيارًا صغيرًا للتحكم في تيار أكبر، مما يتيح التبديل والتحكم التلقائي في الدائرة. ستوفر هذه المقالة تحليلاً مفصلاً لمبادئ وهيكل دوائر التحكم في التتابع لمساعدة القراء على فهم مبادئ التشغيل وسيناريوهات التطبيق بشكل أفضل.
ثانيا. الهيكل الأساسي للمرحلات
يتكون الهيكل الأساسي للمرحل بشكل أساسي من ثلاثة مكونات: النظام الكهرومغناطيسي، ونظام الاتصال، وآلية التحرير.
النظام الكهرومغناطيسي: يتكون النظام الكهرومغناطيسي من ملف ونواة حديدية وعضو إنتاج. عندما يتم تنشيط الملف، فإنه يولد قوة كهرومغناطيسية تجذب عضو الإنتاج إلى قلب الحديد، وبالتالي تغير حالة التشغيل/الإيقاف الخاصة بالتلامسات.
نظام الاتصال: يتكون نظام الاتصال من جهات اتصال متحركة وجهات اتصال ثابتة. يتم توصيل جهات الاتصال المتحركة إلى عضو الإنتاج. عندما ينجذب عضو الإنتاج إلى القوة الكهرومغناطيسية، فإن جهات الاتصال المتحركة تقوم أو تقطع الاتصال مع جهات الاتصال الثابتة، وبالتالي التحكم في حالة تشغيل/إيقاف الدائرة.
آلية التحرير: تتكون آلية التحرير بشكل أساسي من مكونات مثل النوابض. عندما يتم إلغاء تنشيط-الملف، تختفي القوة الكهرومغناطيسية، ويدفع الزنبرك عضو الإنتاج إلى موضعه الأصلي، مما يعيد نقاط التلامس إلى حالتها الأصلية.
ثالثا. المبادئ الأساسية لدوائر التحكم في التتابع
يعتمد مبدأ دوائر التحكم في الترحيل بشكل أساسي على التأثيرات الكهرومغناطيسية والتغيرات في حالة التشغيل / الإيقاف الخاصة بجهات الاتصال.
نظرة عامة على مبادئ التشغيل
عندما يتم تنشيط دائرة التحكم، فإن الملف الموجود في النظام الكهرومغناطيسي يولد قوة كهرومغناطيسية تجذب عضو الإنتاج للتلامس مع القلب. عند هذه النقطة، تتلامس جهة الاتصال المتحركة في نظام الاتصال مع جهة الاتصال الثابتة، مما يؤدي إلى تنشيط الدائرة الخاضعة للتحكم. عندما يتم إلغاء تنشيط دائرة التحكم-، تختفي القوة الكهرومغناطيسية، وتدفع آلية التحرير عضو الإنتاج إلى موضعه الأصلي، وتفتح نقاط الاتصال، ويتم إلغاء تنشيط دائرة التحكم-.
حالات الاتصال واتصال الدائرة/قطع الاتصال
في دائرة التحكم في التتابع، تحدد حالة جهات الاتصال بشكل مباشر ما إذا كانت الدائرة متصلة أم منفصلة. يعتمد ما إذا كانت جهات الاتصال مفتوحة أو مغلقة بشكل طبيعي على ما إذا كان ملف الترحيل نشطًا. عندما لا يتم تنشيط ملف الترحيل، تسمى جهات الاتصال التي تظل مفتوحة جهات الاتصال المفتوحة عادة، في حين تسمى تلك التي تظل مغلقة جهات الاتصال المغلقة عادة. عندما يتم تنشيط ملف الترحيل، يتم إغلاق جهات الاتصال المفتوحة عادة، ويتم فتح جهات الاتصال المغلقة عادة؛ عندما يتم إلغاء تنشيط ملف الترحيل-، تفتح جهات الاتصال المفتوحة عادةً، وتغلق جهات الاتصال المغلقة عادةً.
أنواع دوائر القيادة
(1) دائرة محرك الترانزستور
تعد دائرة محرك الترانزستور طريقة شائعة لقيادة المرحلات. عندما يكون الإدخال عند مستوى عالٍ، يتشبع الترانزستور ويوصل، مما يؤدي إلى تنشيط ملف الترحيل والتسبب في إغلاق نقاط الاتصال؛ عندما يكون الإدخال عند مستوى منخفض، ينقطع الترانزستور، مما يؤدي إلى-إلغاء تنشيط ملف الترحيل والتسبب في فتح نقاط الاتصال. توفر طريقة القيادة هذه مزايا مثل تصميم الدائرة البسيط والاستهلاك المنخفض للطاقة.
(2) دائرة محرك الدائرة المتكاملة
تعتبر دوائر محرك الدائرة المتكاملة مناسبة للتطبيقات التي تتطلب التحكم في مرحلات متعددة. من خلال دمج ترانزستورات القيادة المتعددة، يمكن تبسيط عملية تصميم الدائرة. عندما يكون دخل الدائرة المتكاملة عند مستوى عالٍ، فإن طرف الإخراج المقابل يخرج مستوى منخفضًا، مما يؤدي إلى تنشيط ملف الترحيل والتسبب في إغلاق جهات اتصال التتابع؛ عندما يكون الإدخال عند مستوى منخفض، يدخل طرف الإخراج المقابل إلى حالة مقاومة عالية-، مما يؤدي إلى إلغاء -طاقة ملف المرحل والتسبب في فتح جهات اتصال المرحل.
(3) دائرة الترحيل المُدارة بواسطة Optocoupler-
تحقق دوائر الترحيل التي تعتمد على Optocoupler- وظائف العزل والقيادة من خلال التأثير الكهروضوئي. يقوم جهاز optocoupler بعزل أطراف الإدخال والإخراج، مما يضمن عدم وجود اتصال كهربائي مباشر بين دائرة التحكم والدائرة التي يتم التحكم فيها. عندما يتم تطبيق جهد معين على الإدخال، يقوم الثنائي الضوئي الموجود داخل optocoupler بإصدار الضوء، مما يدفع الترانزستور الضوئي إلى التوصيل، وبالتالي تنشيط ملف التتابع. توفر طريقة القيادة هذه مزايا مثل العزلة الممتازة ومقاومة التداخل القوية.
رابعا. خصائص دوائر التحكم في التتابع
موثوقية عالية: تستخدم المرحلات اتصالات ميكانيكية للتحكم في التشغيل/الإيقاف، مما يوفر موثوقية وثباتًا عاليين.
الأمان العالي: تتيح دوائر التحكم في الترحيل التحكم في الجهد المنخفض- لأنظمة الجهد العالي- والتحكم في التيار المنخفض- لأنظمة التيار-العالية، وبالتالي تعزيز سلامة الدائرة.
مرونة عالية: من خلال تغيير تكوين الأسلاك لدائرة التحكم أو اختيار أنواع مختلفة من المرحلات ودوائر القيادة، يمكن تحقيق وظائف التحكم المختلفة.
سهولة الصيانة: هيكل دوائر التحكم في المرحل بسيط نسبيًا، مما يجعلها سهلة الفهم والصيانة.
خامسا ملخص
تقدم هذه المقالة تحليلا مفصلا لمبادئ وهيكل دوائر التحكم في التتابع. باعتبارها جهاز تحكم إلكتروني مهم، تلعب المرحلات دورًا مهمًا في مجالات مثل الأتمتة الصناعية والتحكم في الطاقة. من خلال فهم هيكل ومبادئ تشغيل المرحلات، بالإضافة إلى الخصائص وسيناريوهات التطبيق لأنواع مختلفة من دوائر القيادة، يمكننا الاستفادة بشكل أفضل من دوائر التحكم في المرحلات لتلبية متطلبات التحكم الآلي المختلفة. وفي الوقت نفسه، يجب علينا الانتباه إلى اختيار واستخدام المرحلات، فضلا عن عقلانية تصميم الدائرة، لضمان استقرار الدائرة وسلامتها