Relés de control de solenoide, cómo funciona el relé.
Un relé es un dispositivo eléctrico diseñado para cambiar circuitos eléctricos (cambiar abruptamente los valores de salida) para cambios dados en los valores de entrada eléctricos o no eléctricos.
Los elementos de relé (relés) son muy utilizados en circuitos de control y automatización debido a que pueden ser utilizados para controlar grandes potencias de salida con señales de entrada de baja potencia; realizar operaciones lógicas; creación de dispositivos de relé multifuncionales; para llevar a cabo la conmutación de circuitos eléctricos; para corregir las desviaciones del parámetro controlado del nivel establecido; realiza las funciones de un elemento de memoria, etc.
El primer relé fue inventado por el estadounidense J. Henry en 1831 y basado en el principio de funcionamiento electromagnético, cabe señalar que el primer relé no fue un relé de conmutación, sino que el primer relé de conmutación fue inventado por el estadounidense S.Breeze Morse en 1837, que más tarde se utilizó en un aparato de telégrafo... La palabra relay proviene del inglés relay, que significa cambiar poste cansado de caballos en las estaciones o pasar la batuta (baton) a un atleta cansado.
Clasificación de relés
Los relés se clasifican según diferentes criterios: según el tipo de magnitudes físicas de entrada a las que reaccionan; por las funciones que desempeñan en los sistemas de gestión; por diseño, etc. Según el tipo de magnitudes físicas se distinguen eléctricas, mecánicas, térmicas, ópticas, magnéticas, acústicas, etc. relé. Cabe señalar que el relé puede responder no solo al valor de una determinada cantidad, sino también a la diferencia de valores (relés diferenciales), al cambio de signo de una cantidad (relés polarizados), o a la tasa de cambio de una cantidad de entrada.
dispositivo de retransmisión
Un relé suele constar de tres elementos funcionales principales: sensorial, intermedio y ejecutivo.
Un elemento perceptor (primario) percibe la cantidad controlada y la transforma en otra cantidad física.
Un elemento intermedio compara el valor de este valor con la consigna y cuando se supera, transmite la primera acción al regulador.
Un actuador transfiere el efecto del relé a los circuitos controlados. Todos estos elementos pueden expresarse o combinarse entre sí.
El elemento sensible, dependiendo de la finalidad del relé y del tipo de magnitud física a la que responde, puede tener un diseño diferente, tanto en cuanto al principio de funcionamiento como en cuanto al dispositivo.Por ejemplo, en un relé de sobrecorriente o un relé de voltaje, el elemento sensible está hecho en forma de electroimán, en un interruptor de presión, en forma de membrana o manga, en un interruptor de nivel, en un flotador, etc.
Por el dispositivo de la unidad, los relés se dividen en contacto y sin contacto.
Los relés de contacto actúan sobre el circuito controlado por medio de contactos eléctricos, cuyo estado cerrado o abierto permite proporcionar un cortocircuito completo o una interrupción mecánica completa del circuito de salida.
Los relés sin contacto afectan el circuito controlado a través de un cambio repentino (abrupto) en los parámetros de los circuitos eléctricos de salida (resistencia, inductancia, capacitancia) o un cambio en el nivel de voltaje (corriente).
Características del relé
Las principales características del relé están determinadas por las dependencias entre los parámetros de las cantidades de salida y entrada.
Se distinguen las siguientes características principales del relé.
1. La magnitud de actuación del relé Xcr: el valor del parámetro de valor de entrada en el que se enciende el relé. Cuando X < Xav, el valor de salida es igual a Umin, cuando X ³ Xav, el valor de Y cambia abruptamente de Umin a Umax y el relé se enciende. El valor de aceptación por el cual se ajusta el relé se denomina punto de referencia.
2. Potencia de actuación del relé Psr: la potencia mínima que debe proporcionarse al órgano receptor para transferirlo de un estado de reposo a un estado de funcionamiento.
3. Potencia controlada Rupr: la potencia controlada por los elementos de conmutación del relé en el proceso de conmutación.En cuanto a la potencia de control, se distingue entre relés para circuitos de baja potencia (hasta 25 W), relés para circuitos de media potencia (hasta 100 W) y relés para circuitos de alta potencia (más de 100 W), que pertenecen a los relés de potencia y se denominan contactores.
4. Tiempo de respuesta del relé tav: el intervalo de tiempo desde la señal Xav hasta la entrada del relé y el inicio de la acción en el circuito controlado. De acuerdo con el tiempo de respuesta, existen relés normales, de alta velocidad, retardados y relés de tiempo. Por lo general, para relés normales tav = 50 ... 150 ms, para relés de alta velocidad tav 1 s.
El principio de funcionamiento y el dispositivo de relés electromagnéticos.
Debido a su principio de operación simple y alta confiabilidad, los relés electromagnéticos son ampliamente utilizados en sistemas de automatización y en esquemas de protección de instalaciones eléctricas. Los relés electromagnéticos se dividen en relés de CC y CA. Los relés de CC se dividen en neutros y polarizados. Los relés neutros responden por igual a la corriente continua en ambas direcciones que fluye a través de su bobina, y los relés polarizados responden a la polaridad de la señal de control.
El funcionamiento de los relés electromagnéticos se basa en el uso de fuerzas electromagnéticas que surgen en un núcleo metálico cuando la corriente pasa por las espiras de su bobina. Las partes del relé están montadas en la base y cubiertas con una cubierta. Una armadura móvil (placa) con uno o más contactos está montada sobre el núcleo del electroimán. Frente a ellos se encuentran los correspondientes contactos fijos emparejados.
En la posición inicial, el ancla está sostenida por un resorte. Cuando se aplica voltaje, el electroimán atrae la armadura, venciendo su fuerza y cierra o abre los contactos, según el diseño del relé.Después de desenergizarse, el resorte devuelve la armadura a su posición original. Algunos modelos pueden tener componentes electrónicos incorporados. Se trata de una resistencia conectada al devanado de la bobina para una actuación más clara del relé o/y un condensador paralelo a los contactos para reducir la formación de arcos y el ruido.
El circuito controlado no está conectado eléctricamente de ninguna manera al circuito de control; además, en el circuito controlado el valor de la corriente puede ser mucho mayor que en el circuito de control. Es decir, los relés actúan esencialmente como un amplificador de corriente, voltaje y potencia en un circuito eléctrico.
Los relés AC funcionan cuando se aplica una corriente de cierta frecuencia a sus bobinas, es decir, la principal fuente de energía es la red AC. La construcción del relé de CA es similar a la del relé de CC, solo el núcleo y la armadura están hechos de láminas de acero eléctrico para reducir las pérdidas por histéresis y corrientes de Foucault.
Ventajas y desventajas de los relés electromagnéticos.
El relé electromagnético tiene una serie de ventajas que los competidores de semiconductores no tienen:
- capacidad de conmutar cargas de hasta 4 kW con volumen de relé inferior a 10 cm3;
- resistencia a sobretensiones y perturbaciones destructivas resultantes de descargas de rayos y como resultado de procesos de conmutación en ingeniería eléctrica de alta tensión;
- aislamiento eléctrico excepcional entre el circuito de control (bobina) y el grupo de contacto: el último estándar de 5 kV es un sueño inalcanzable para la mayoría de los interruptores de semiconductores;
- Baja caída de voltaje a través de contactos cerrados y, como resultado, baja generación de calor: al conmutar una corriente de 10 A, un pequeño relé disipa un total de menos de 0,5 W a través de la bobina y los contactos, mientras que un relé triac emite más de 15 W. a la atmósfera, que, por un lado, requiere un enfriamiento intensivo y, por otro, agrava el efecto invernadero en el planeta;
- costo extremadamente bajo de los relés electromagnéticos en comparación con los interruptores de estado sólido
Al observar las ventajas de la electromecánica, también observamos las desventajas del relé: baja velocidad de operación, recursos eléctricos y mecánicos limitados (aunque muy grandes), creación de interferencias de radio al cerrar y abrir contactos y, finalmente, la última y desagradable propiedad: problemas con la conmutación de cargas inductivas y cargas de CC de alto voltaje.
Una práctica de aplicación típica de los relés electromagnéticos de alta potencia es la conmutación de cargas a 220 V CA o de 5 a 24 V CC a corrientes de conmutación de hasta 10-16 A. servo), lámparas incandescentes, electroimanes y otros consumidores activos, inductivos y capacitivos de energía eléctrica en el rango de 1 W a 2-3 kW.
Relés electromagnéticos polarizados
Un tipo de relé electromagnético es un relé electromagnético polarizado. Su principal diferencia con los relés neutrales es la capacidad de responder a la polaridad de la señal de control.
La serie más común de relés de control electromagnéticos.
Relé intermedio serie RPL. Los relés están destinados a ser utilizados como componentes en instalaciones estacionarias, principalmente en circuitos de control para accionamientos eléctricos a tensiones de hasta 440 V CC y hasta 660 V CA con una frecuencia de 50 y 60 Hz.Los relés son adecuados para operar en sistemas de control que utilizan tecnología de microprocesador donde la bobina de cierre está rodeada por un limitador limitador o con control de tiristores. Si es necesario, se puede instalar uno de los siguientes en el relé intermedio. complementos PKL y PVL… Corriente nominal de los contactos — 16A
Relé intermedio serie RPU-2M. Los relés intermedios RPU-2M están diseñados para operar en circuitos eléctricos de control y automatización industrial de corriente alterna con tensión hasta 415V, frecuencia 50Hz y corriente continua con tensión hasta 220V.
Serie de relés RPU-0, RPU-2, RPU-4. Los relés se fabrican con bobinas captadoras de CC para tensiones de 12, 24, 48, 60, 110, 220 V y corrientes de 0,4 — 10 A y bobinas captadoras de CA para tensiones de 12, 24, 36, 110, 127, 220, 230, 240, 380 y corrientes 1 — 10 A. Relé RPU-3 con bobinas de alimentación CC — para tensiones 24, 48, 60, 110 y 220 V.
La serie de relés intermedios RP-21 está diseñada para su uso en circuitos de control de accionamientos eléctricos de corriente alterna con un voltaje de hasta 380 V y en circuitos de CC con un voltaje de hasta 220 V. Los relés RP-21 están equipados con enchufes para soldar, para din. riel o tornillo.
Las principales características del relé RP-21. Rango de tensión de alimentación, V: CC — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 CA con una frecuencia de 50 Hz — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 CA con una frecuencia de 60 Hz — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Tensión nominal del circuito de contacto, V: relé de CC — 12 … 220, relé de CA — 12 … 380 Corriente nominal — 6,0 A Cantidad de contactos cerrados . / descansar / interruptor — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Durabilidad mecánica — al menos 20 millones de ciclos.
Relé electromagnético de CC serie RES-6 como relé intermedio con tensión 80 — 300 V, corriente de conmutación 0,1 — 3 A
También se utiliza como una serie intermedia de relés electromagnéticos RP-250, RP-321, RP-341, RP-42 y varios otros que se pueden utilizar como relé de tensión.
Cómo elegir un relé electromagnético
Las tensiones y corrientes de funcionamiento en la bobina del relé deben estar dentro de los valores admisibles. Una disminución en la corriente de operación en la bobina conduce a una disminución en la confiabilidad del contacto y un aumento en el sobrecalentamiento de la bobina, una disminución en la confiabilidad del relé a la temperatura positiva máxima permitida.Incluso un suministro a corto plazo No es deseable un aumento de la tensión de funcionamiento en la bobina del relé, ya que esto provoca sobretensiones mecánicas en partes del circuito magnético y los grupos de contactos, y la sobretensión eléctrica de la bobina cuando se abre el circuito puede provocar la ruptura del aislamiento.
Al elegir el modo de operación de los contactos de relé, es necesario tener en cuenta el valor y el tipo de corriente conmutada, la naturaleza de la carga, el número total y la frecuencia de conmutación.
Al conmutar cargas activas e inductivas, lo más difícil para los contactos es el proceso de apertura del circuito, porque en este caso, debido a la formación de una descarga de arco, se produce el desgaste principal de los contactos.
Interruptor de láminas y relés de láminas
Bobinas de dispositivos eléctricos
Interruptores de carrera y final de carrera
Dispositivos de conmutación manual. Interruptores de cuchillo