relays and voltage regulators

Relay

1. Introduction- A relay is an electromagnetic device which can make many circuits ON or OFF at a time. It operates on 3 to 24 volts D.C. Being very small in size it is sometimes known as miniature relay also.

2. Construction- The construction of a simple relay is shown in Fig. 30.1. It has an electromagnet, reed and NO and NC contacts (Normally open and normally closed contacts).

Construction of simple relay 

3. Working- The core of the electromagnet is energised on apply D.C. controlling voltage to its coil. The core attracts the reed and as a result, NO contacts get closed while NC contacts get open. NO contacts work as an ON-switch and NC contacts as OFF-switch for a circuit. In this way, many circuit can be switched to ON or OFF at a time.

4. Characteristics- The characteristics of miniature relays are as follows :

1.  Control circuits can be operated at low voltages and it results in the reduction of electric power consumption and risk of an electric shock to the operator. 
2. A relay operates on a pre-decided voltage and current, not less than that. 
3. A relay can be controlled by a transistor circuit and the later can be controlled by a wireless signal. In this way, any equipment can be operated from a distant place, i.e., remote control becomes possible.
4. The NO and NC contacts of a relay are made of silver or platinum which establish a good electrical contact.

5. Uses- These relays are used in telephones, voltage stabilisers, receivers, transmitters, control circuits, automatic circuits etc.

Electro-magnetic Clutch Introduction- Many machines and their control units often require such type of clutch which works only in the presence of electric supply and not in its absence. These types of clutches are known as electromagnetic clutches and they are of following three main types :

1. D.C. operated clutch.
2. A.C. operated clutch.
3. Contractor.

1. D.C. Operated Clutch- It is a simple D.C. operated electromagnet. The core of the clutch becomes a powerful magnet on applying D.C. to its coil. This electromagnet holds a handle or an iron bar so long as the current is flowing through its coil. For example, the 'No-volt coil' of a hand starter used with a D.C. motor is a D.C. operated clutch.

2. A.C. Operated Clutch- We know that an iron bar can't be converted into a magnet with A.C. Because the polarity of the coil changes continuously on applying A.C. to it. Therefore, the construction of an A.C. operated clutch is quite different to that of a D.C. operated clutch. See Fig. 30.2. It has two E shaped laminated cores and a coil. The coil is placed between the two cores with the help of springs in such a way that one of the two cores can move up and down freely.a pole of other type. For example, let the upper end be North pole and the lower end be South pole then lower end of core A becomes North-pole and the upper end of core B becomes a South pole. 

A. C. Operated clutch

Due to attraction between unlike poles, core A will stick to core B. In the other half cycle of A.C., the lower end of core A becomes South-pole and the upper end becomes a North-pole. In this state also both the cores remain stuck due to opposite polarity. The clutch which holds the handle of a 3-phase star/ delta starter is an A.C. operated clutch.

3. Contactor- A contractor is usually operated by A.C. and its construction and working is similar to that of an A.C. operated clutch. In it, when core A is attracted by core B the attached NO and NC contacts become close and open respectively against the tension of small springs. See Fig. 30.3. In the figure, only core A is shown and the position of core B and the coil is similar to that in Fig. 30.2. In Fig. 30.3, only one pair each of NO and NC contacts are shown but the number of pairs may be kept more than this as required.

A. C. Operated Contactor

(1) On the Basis of Coil's Input Voltage- There are two types of contractors on this basis. 

(a) Contractors working on single phase supply i.e. 230 volts type. 

(b) Contractors working on two phase supply, i.e, 400 volts type.

(ii) On the Basis of Numbers of NO and NC contacts- There are many types of contractors on this basis such as :

(a) 4 NO + 1 NC contacts type. 

(b) 5 NO + 2 NC contacts type 

(c) 6 NO contacts type, etc.

(iii) On the basis of current carrying capacity of NO and NC contacts- There are many types of contractors on this basis also such as :

(a) 6.5 ampere current carrying capacity

(b) 15 ampere current carrying capacity 

(c) 30 ampere current carrying capacity 

(d) 60 ampere current carrying capacity 

Uses- The use of contractors has become almost necessary in all types of electric operated machines, because the machines have to perform different types of jobs and their control circuits are of almost self-operated (push button operated) or remote control type. A contractor is the main component of a D.O.L. (Direct on line) starter.

Single Phase Voltage Regulator 

Introduction- Different types of electrical and electronic equipments require a constant voltage supply for their satisfactory operation, such as television receiver, refrigerator, computer etc. Therefore, the equipment which provides a constant voltage output with varying input voltage is called a voltage regulator or voltage stabiliser. This instrument is mainly of following two types :

1.  Manual
2. Automatic

(1) Manual Voltage Stabiliser- 

1. Construction- It has mainly an auto transformer, voltmeter, voltage controller switch, low/high switch, fuse, output socket, neon indicator etc., see Fig. 30.4. 2. Working- The low/high switch is put to 'low position for high input voltage and conversely to "high' position for low input voltage. Now the output voltage is adjusted to 230 volts by means of voltage controller. Neon indicator shows the presence of input supply voltage and also it lights up the voltmeter dial.

Manual Voltage stabilizer circuit 

3. Panel Controls- Its panel controls are as follows : 

(1) ON/OFF- It makes the input supply ON/OFF. 

(2) High/Low-It selects the main winding of auto transformer.

 (3) Voltage controller- It is a one-pole, seven-way switch. It increases/decreases the voltage with a difference of 5 volts in low or high position. 

(2) Automatic Voltage Stabiliser- 

1. Construction- A common circuit , but every manufacturer uses a different type of circuit. It consists of a main auto transformer (with low voltage winding) and a step down transformer. Beside it, there are two relays, diodes transistor, zener diodes capacitors and potentiometers.

Automatic Voltage stabilizer circuit

2. Working- If the normal input is 230 volts then the circuit works in the following manner :

Supply Voltage	Relay K1	Relay K2	Transformer Winding Reaction	Result
210 230 250	OFF OFF ON	OFF ON ON	3-1 3-2 2-1	Output 230 Output 230 Output 230

In this way, the regulator neutralises a - +20 volts variations and provides 230 volts output. 

3. Panel controls-  Its panel has no control except a voltmeter and a neon indicator. Note: Beside above explained two types of voltage regulators, many other types of regulators are made as required, which employ even 1.Cs. 3-phase voltage regulators are also made for 3-phase operated equipments.

रिले

1. परिचय- एक रिले एक विद्युत चुम्बकीय उपकरण है जो एक बार में कई सर्किट को चालू या बंद कर सकता है। यह 3 से 24 वोल्ट डीसी पर संचालित होता है। आकार में बहुत छोटा होने के कारण इसे कभी-कभी लघु रिले के रूप में भी जाना जाता है।

2. निर्माण- एक साधारण रिले का निर्माण चित्र 30.1 में दिखाया गया है। इसमें एक इलेक्ट्रोमैग्नेट, रीड और NO और NC कॉन्टैक्ट्स (सामान्य रूप से खुले और सामान्य रूप से बंद कॉन्टैक्ट्स) होते हैं।

सरल रिले का निर्माण

3. कार्य करना- विद्युत चुम्बक का कोर अपने कुंडल पर वोल्टेज को नियंत्रित करने वाले D.C. पर लागू होता है। कोर रीड को आकर्षित करता है और परिणामस्वरूप, एनसी संपर्क बंद हो जाते हैं, जबकि एनसी संपर्क खुल जाते हैं। सं संपर्क सर्किट के लिए ऑफ-स्विच के रूप में ON-स्विच और NC संपर्कों के रूप में काम करते हैं। इस तरह, कई सर्किट को एक बार में चालू या बंद किया जा सकता है।

4. विशेषताएँ- लघु रिले की विशेषताएं इस प्रकार हैं:

1. नियंत्रण सर्किट कम वोल्टेज पर संचालित किया जा सकता है और इसके परिणामस्वरूप बिजली की खपत में कमी आती है और ऑपरेटर को बिजली के झटके का खतरा होता है।

2. एक रिले पहले से तय वोल्टेज और करंट पर काम करता है, इससे कम नहीं।

3. एक रिले को एक ट्रांजिस्टर सर्किट द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है और बाद में एक वायरलेस सिग्नल द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। इस तरह, किसी भी उपकरण को दूर के स्थान से संचालित किया जा सकता है, अर्थात, रिमोट कंट्रोल संभव हो जाता है।

4. रिले के NO और NC संपर्क चांदी या प्लेटिनम से बने होते हैं जो एक अच्छा विद्युत संपर्क स्थापित करते हैं।

5. उपयोग- इन रिले का उपयोग टेलीफोन, वोल्टेज स्टेबलाइजर्स, रिसीवर, ट्रांसमीटर, कंट्रोल सर्किट, स्वचालित सर्किट आदि में किया जाता है।

इलेक्ट्रो-मैग्नेटिक क्लच परिचय- कई मशीनों और उनकी नियंत्रण इकाइयों को अक्सर इस प्रकार के क्लच की आवश्यकता होती है जो केवल विद्युत आपूर्ति की उपस्थिति में काम करता है और इसके अभाव में नहीं। इस प्रकार के चंगुल को विद्युत चुम्बकीय चंगुल के रूप में जाना जाता है और वे तीन मुख्य प्रकारों में से हैं:

1. D.C संचालित क्लच।

2. A.C संचालित क्लच।

3. ठेकेदार।

1. D.C. संचालित क्लच- यह एक साधारण D.C संचालित इलेक्ट्रोमैग्नेट है। क्लच का मूल डी। सी। को अपने कुंडल पर लगाने पर एक शक्तिशाली चुंबक बन जाता है। यह इलेक्ट्रोमैग्नेट एक संभाल या एक लोहे की पट्टी को इतने लंबे समय तक धारण करता है जब तक कि वर्तमान अपने कुंडल के माध्यम से बह रहा है। उदाहरण के लिए, डी। सी। मोटर के साथ उपयोग किए जाने वाले हैंड स्टार्टर का 'नो-वोल्ट कॉइल' डी.सी. संचालित क्लच है।

2. A.C संचालित क्लच- हम जानते हैं कि A.C के साथ एक लोहे की पट्टी को चुंबक में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है क्योंकि कुंडल की ध्रुवता A.C को लागू करने पर लगातार बदलती रहती है। इसलिए, एक A.C संचालित क्लच का निर्माण D.C. संचालित क्लच की तुलना में काफी अलग है। अंजीर देखें। 30.2। इसमें दो ई आकार के टुकड़े टुकड़े किए गए कोर और एक कॉइल है। कॉइल को दो कोर के बीच स्प्रिंग्स की सहायता से इस तरह रखा जाता है कि दो में से एक कोर स्वतंत्र रूप से ऊपर और नीचे जा सकता है। अन्य प्रकार के पोल। उदाहरण के लिए, ऊपरी छोर को उत्तरी ध्रुव और निचले छोर को दक्षिणी ध्रुव होने दें, फिर कोर A का निचला छोर उत्तर-ध्रुव और कोर B का ऊपरी छोर दक्षिण ध्रुव बन जाता है।

A. C. संचालित क्लच

ध्रुवों के विपरीत आकर्षण के कारण, कोर A कोर B से चिपक जाएगा। A.C के दूसरे आधे चक्र में, कोर A का निचला छोर दक्षिण-ध्रुव बन जाता है और ऊपरी छोर उत्तर-ध्रुव बन जाता है। इस अवस्था में भी दोनों ध्रुव विपरीत ध्रुव के कारण स्थिर रहते हैं। क्लच जो एक 3-चरण स्टार / डेल्टा स्टार्टर का हैंडल रखता है, एक ए.सी. संचालित क्लच है।

3. Contactor- एक ठेकेदार आमतौर पर A.C द्वारा संचालित होता है और इसका निर्माण और कार्य A.C. संचालित क्लच के समान होता है। इसमें, जब कोर A कोर B से आकर्षित होता है तो संलग्न NO और NC संपर्क छोटे स्प्रिंग्स के तनाव के खिलाफ क्रमशः बंद और खुले हो जाते हैं। अंजीर देखें। 30.3। चित्रा में, केवल कोर ए दिखाया गया है और कोर बी और कॉइल की स्थिति अंजीर में 30.2 के समान है। अंजीर में 30.3, प्रत्येक एनओ और एनसी संपर्कों में से केवल एक जोड़ी दिखाई जाती है, लेकिन जोड़े की संख्या को आवश्यकतानुसार इससे अधिक रखा जा सकता है।

A. C. संचालित संपर्ककर्ता

(१) कोइल के इनपुट वोल्टेज के आधार पर- इस आधार पर दो प्रकार के ठेकेदार हैं।

(ए) एकल चरण आपूर्ति पर काम करने वाले ठेकेदार यानी 230 वोल्ट प्रकार।

(b) दो चरण आपूर्ति पर काम करने वाले ठेकेदार, यानी, 400 वोल्ट का प्रकार।

(ii) NO और NC संपर्कों की संख्याओं के आधार पर- इस आधार पर कई प्रकार के ठेकेदार हैं:

(a) 4 NO + 1 NC संपर्क प्रकार।

(b) 5 NO + 2 NC संपर्क प्रकार

(c) 6 सं संपर्क प्रकार इत्यादि।

(iii) NO और NC संपर्कों की वर्तमान वहन क्षमता के आधार पर- इस आधार पर कई प्रकार के ठेकेदार भी हैं जैसे:

(ए) 6.5 एम्पीयर वर्तमान ले जाने की क्षमता

(b) 15 एम्पीयर करंट ले जाने की क्षमता

(c) 30 एम्पीयर करंट ले जाने की क्षमता

(d) 60 एम्पीयर करंट ले जाने की क्षमता

उपयोग- सभी प्रकार की इलेक्ट्रिक संचालित मशीनों में ठेकेदारों का उपयोग लगभग आवश्यक हो गया है, क्योंकि मशीनों को विभिन्न प्रकार के काम करने पड़ते हैं और उनके नियंत्रण सर्किट लगभग स्व-संचालित (पुश बटन संचालित) या रिमोट कंट्रोल प्रकार के होते हैं। एक ठेकेदार एक डी.ओ.एल का मुख्य घटक है। (डायरेक्ट ऑन लाइन) स्टार्टर।

सिंगल फेज वोल्ट रेगुलेटर

परिचय- विभिन्न प्रकार के विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को उनके संतोषजनक संचालन के लिए एक निरंतर वोल्टेज की आपूर्ति की आवश्यकता होती है, जैसे कि टेलीविजन रिसीवर, रेफ्रिजरेटर, कंप्यूटर आदि। इसलिए, जो उपकरण अलग-अलग इनपुट वोल्टेज के साथ एक निरंतर वोल्टेज आउटपुट प्रदान करते हैं, उन्हें वोल्टेज नियामक या वोल्टेज कहा जाता है। स्थिरता प्राप्त करने। यह यंत्र मुख्य रूप से दो प्रकार के होते हैं:

1. मैनुअल

2. स्वत:

(1) मैनुअल वोल्टेज स्टेबलाइजर-

1. निर्माण- इसमें मुख्य रूप से एक ऑटो ट्रांसफार्मर, वोल्टमीटर, वोल्टेज कंट्रोलर स्विच, लो / हाई स्विच, फ्यूज, आउटपुट सॉकेट, नियॉन इंडिकेटर आदि हैं। चित्र देखें। 30.4। 2. वर्किंग- लो / हाई स्विच को 'हाई इनपुट वोल्टेज के लिए लो पोजिशन और इसके विपरीत "लो इनपुट वोल्टेज के लिए" हाई' पोजिशन में रखा जाता है। अब आउटपुट वोल्टेज को वोल्टेज कंट्रोलर के माध्यम से 230 वोल्ट तक एडजस्ट किया जाता है। नियॉन इंडिकेटर दिखाता है। इनपुट आपूर्ति वोल्टेज की उपस्थिति और यह वोल्टमीटर डायल को भी रोशनी देता है।

मैनुअल वोल्टेज स्टेबलाइजर सर्किट

3. पैनल नियंत्रण- इसके पैनल नियंत्रण निम्नानुसार हैं:

(1) चालू / बंद- यह इनपुट आपूर्ति को चालू / बंद करता है।

(2) हाई / लो-यह ऑटो ट्रांसफार्मर की मुख्य वाइंडिंग का चयन करता है।

 (3) वोल्टेज नियंत्रक- यह एक-पोल, सात-तरफ़ा स्विच है। यह कम या उच्च स्थिति में 5 वोल्ट के अंतर के साथ वोल्टेज को बढ़ाता / घटाता है।

(2) स्वचालित वोल्टेज स्टेबलाइजर-

1. निर्माण- एक आम सर्किट, लेकिन हर निर्माता एक अलग प्रकार के सर्किट का उपयोग करता है। इसमें एक मुख्य ऑटो ट्रांसफार्मर (कम वोल्टेज घुमावदार के साथ) और एक कदम नीचे ट्रांसफार्मर होता है। इसके अलावा, दो रिले, डायोड ट्रांजिस्टर, जेनर डायोड कैपेसिटर और पोटेंशियोमीटर हैं।

स्वचालित वोल्टेज स्टेबलाइजर सर्किट

2. कार्य करना- यदि सामान्य इनपुट 230 वोल्ट है तो सर्किट निम्नलिखित तरीके से काम करता है:

इस तरह, नियामक एक +20 वोल्ट भिन्नता को बेअसर करता है और 230 वोल्ट उत्पादन प्रदान करता है।

Supply Voltage	Relay K1	Relay K2	Transformer Winding Reaction	Result
210 230 250	OFF OFF ON	OFF ON ON	3-1 3-2 2-1	Output 230 Output 230 Output 230

3. पैनल नियंत्रण- इसके पैनल में वोल्टमीटर और नियॉन इंडिकेटर के अलावा कोई नियंत्रण नहीं होता है। नोट: ऊपर वर्णित दो प्रकार के वोल्टेज नियामकों के अलावा, कई अन्य प्रकार के नियामकों को आवश्यकतानुसार बनाया जाता है, जो 1.Cs. 3-चरण वोल्टेज उपकरणों के लिए 3-चरण वोल्टेज नियामक भी बनाए जाते हैं।