Relés de control de solenoides, com funciona el relé
Un relé és un dispositiu elèctric dissenyat per canviar circuits elèctrics (canviar bruscament els valors de sortida) per a canvis determinats en els valors d'entrada elèctrics o no elèctrics.
Els elements de relé (relés) s'utilitzen àmpliament en circuits de control i automatització perquè es poden utilitzar per controlar grans potències de sortida amb senyals d'entrada de baixa potència; complir operacions lògiques; creació de dispositius de relé multifuncionals; per dur a terme la commutació de circuits elèctrics; per corregir les desviacions del paràmetre controlat del nivell establert; realitza les funcions d'un element de memòria, etc.
El primer relleu va ser inventat pel nord-americà J. Henry el 1831 i basant-se en el principi de funcionament electromagnètic, cal assenyalar que el primer relé no era un relé de commutació, sinó que el primer relé de commutació va ser inventat pel nord-americà S.Breeze Morse l'any 1837, que més tard va utilitzar en un aparell telègraf... La paraula relleu prové de l'anglès relleu, que significa canviar els cavalls de posta cansats a les estacions o passar el relleu (bastón) a un esportista cansat.
Classificació de relleus
Els relés es classifiquen segons diferents criteris: segons el tipus de magnituds físiques d'entrada a les quals reaccionen; per les funcions que desenvolupen en els sistemes de gestió; per disseny, etc. Segons el tipus de magnituds físiques, es distingeixen elèctriques, mecàniques, tèrmiques, òptiques, magnètiques, acústiques, etc. relleu. Cal tenir en compte que el relé pot respondre no només al valor d'una determinada quantitat, sinó també a la diferència de valors (relés diferencials), a un canvi en el signe d'una quantitat (relés polaritzats) o a la taxa de canvi d'una quantitat d'entrada.
Dispositiu de relé
Un relé normalment consta de tres elements funcionals principals: sentit, intermedi i executiu.
Un element perceptor (primari) percep la magnitud controlada i la transforma en una altra magnitud física.
Un element intermedi compara el valor d'aquest valor amb el punt de consigna i, quan es supera, transmet la primera acció al variador.
Un actuador transfereix l'efecte del relé als circuits controlats. Tots aquests elements es poden expressar o combinar entre si.
L'element sensible, segons la finalitat del relé i el tipus de magnitud física a què respon, pot tenir un disseny diferent, tant pel que fa al principi de funcionament com pel que fa al dispositiu.Per exemple, en un relé de sobreintensitat o en un relé de tensió, l'element sensible es fa en forma d'un electroimant, en un interruptor de pressió -en forma de membrana o màniga, en un interruptor de nivell - en un flotador, etc.
Pel dispositiu de la unitat, els relés es divideixen en contacte i sense contacte.
Els relés de contacte actuen sobre el circuit controlat mitjançant contactes elèctrics, l'estat tancat o obert dels quals permet proporcionar un curtcircuit complet o una interrupció mecànica completa del circuit de sortida.
Els relés sense contacte afecten el circuit controlat mitjançant un canvi sobtat (abrupte) en els paràmetres dels circuits elèctrics de sortida (resistència, inductància, capacitat) o un canvi en el nivell de tensió (corrent).
Característiques del relé
Les característiques principals del relé estan determinades per les dependències entre els paràmetres de les quantitats de sortida i d'entrada.
Es distingeixen les següents característiques principals del relé.
1. La magnitud d'accionament del relé Xcr: el valor del paràmetre del valor d'entrada al qual s'activa el relé. Quan X < Xav, el valor de sortida és igual a Umin, quan X ³ Xav, el valor de Y canvia bruscament de Umin a Umax i el relé s'encén. El valor d'acceptació pel qual s'ajusta el relé s'anomena punt de consigna.
2. Potència d'accionament del relé Psr — la potència mínima que s'ha de proporcionar a l'òrgan receptor per transferir-lo d'un estat de repòs a un estat de funcionament.
3. Potència controlada Rupr — la potència controlada pels elements de commutació del relé en el procés de commutació.Pel que fa a la potència de control, es distingeix entre relés per a circuits de baixa potència (fins a 25 W), relés per a circuits de mitjana potència (fins a 100 W) i relés per a circuits d'alta potència (més de 100 W), que pertanyen als relés de potència i s'anomenen contactors.
4. Temps de resposta del relé tav — l'interval de temps des del senyal Xav fins a l'entrada del relé fins a l'inici de l'acció al circuit controlat. Segons el temps de resposta, hi ha relés normals, d'alta velocitat, retardats i relés de temps. Normalment per als relés normals tav = 50 ... 150 ms, per als relés d'alta velocitat tav 1 s.
El principi de funcionament i el dispositiu dels relés electromagnètics
A causa del seu principi de funcionament senzill i alta fiabilitat, els relés electromagnètics s'utilitzen àmpliament sistemes d'automatització i en els esquemes de protecció d'instal·lacions elèctriques. Els relés electromagnètics es divideixen en relés DC i AC. Els relés de corrent continu es divideixen en neutre i polaritzat. Els relés neutres responen igualment al corrent continu en ambdues direccions que flueix per la seva bobina, i els relés polaritzats responen a la polaritat del senyal de control.
El funcionament dels relés electromagnètics es basa en l'ús de forces electromagnètiques que sorgeixen en un nucli metàl·lic quan el corrent passa per les espires de la seva bobina. Les peces del relé estan muntades a la base i cobertes amb una coberta. Una armadura mòbil (placa) amb un o més contactes està muntada per sobre del nucli de l'electroimant. Davant d'ells hi ha els corresponents contactes fixos aparellats.
En la posició inicial, l'àncora és subjectada per una molla. Quan s'aplica tensió, l'electroimant atrau l'induït, superant la seva força i tanca o obre els contactes, segons el disseny del relé.Després de desactivar-se, la molla torna l'induït a la seva posició original. Alguns models poden tenir components electrònics integrats. Es tracta d'una resistència connectada al bobinat de la bobina per a un accionament més clar del relé, o / i un condensador paral·lel als contactes per reduir l'arc i el soroll.
El circuit controlat no està connectat elèctricament de cap manera al circuit de control; a més, en el circuit controlat el valor del corrent pot ser molt més alt que en el circuit de control. És a dir, els relés actuen essencialment com a amplificador de corrent, voltatge i potència en un circuit elèctric.
Els relés de CA funcionen quan s'aplica un corrent d'una determinada freqüència a les seves bobines, és a dir, la principal font d'energia és la xarxa de CA. La construcció del relé de CA és similar a la del relé de CC, només el nucli i l'armadura estan fets de làmines d'acer elèctric per reduir les pèrdues d'histèresi i corrents de Foucault.
Avantatges i desavantatges dels relés electromagnètics
El relé electromagnètic té una sèrie d'avantatges que els competidors de semiconductors no tenen:
- capacitat de commutar càrregues de fins a 4 kW amb un volum de relé inferior a 10 cm3;
- resistència a sobretensions d'impuls i pertorbacions destructives derivades de descàrregues de llamps i com a resultat de processos de commutació en enginyeria elèctrica d'alta tensió;
- aïllament elèctric excepcional entre el circuit de control (bobina) i el grup de contactes: l'últim estàndard de 5 kV és un somni inabastable per a la majoria dels interruptors de semiconductors;
- baixa caiguda de tensió entre contactes tancats i, com a resultat, baixa generació de calor: quan es commuta un corrent de 10 A, un relé petit dissipa un total de menys de 0,5 W a través de la bobina i els contactes, mentre que un relé triac emet més de 15 W. a l'atmosfera, que, en primer lloc, requereix un refredament intensiu, i en segon lloc, empitjora l'efecte hivernacle al planeta;
- cost extremadament baix dels relés electromagnètics en comparació amb els interruptors d'estat sòlid
Tenint en compte els avantatges de l'electromecànica, també observem els inconvenients del relé: baixa velocitat de funcionament, recursos elèctrics i mecànics limitats (encara que molt grans), creació d'interferències de ràdio en tancar i obrir contactes i, finalment, l'última i desagradable propietat: problemes amb la commutació de càrregues inductives i càrregues de CC d'alta tensió.
Una pràctica típica d'aplicació dels relés electromagnètics d'alta potència és la commutació de càrregues a 220 V AC o 5 a 24 V DC a corrents de commutació de fins a 10-16 A. servo), llums incandescents, electroimants i altres consumidors actius, inductius i capacitius. d'energia elèctrica en el rang d'1 W a 2-3 kW.
Relés electromagnètics polaritzats
Un tipus de relé electromagnètic és un relé electromagnètic polaritzat. La seva principal diferència amb els relés neutres és la capacitat de respondre a la polaritat del senyal de control.
La sèrie més comuna de relés de control electromagnètic
Relé intermedi sèrie RPL. Els relés estan destinats al seu ús com a components en instal·lacions estacionàries, principalment en circuits de control d'accionaments elèctrics a tensions de fins a 440 V DC i fins a 660 V AC amb una freqüència de 50 i 60 Hz.Els relés són adequats per al funcionament en sistemes de control amb tecnologia de microprocessador on la bobina de tancament està envoltada per un limitador limitador o amb control de tiristor. Si cal, es pot instal·lar un dels següents al relé intermedi. connectors PKL i PVL… Corrent nominal dels contactes — 16A
Relé intermedi sèrie RPU-2M. Els relés intermedis RPU-2M estan dissenyats per funcionar en circuits elèctrics de control i automatització industrial de corrent altern amb tensió fins a 415V, freqüència 50Hz i corrent continu amb tensió fins a 220V.
Sèrie de relés RPU-0, RPU-2, RPU-4. Els relés es produeixen amb bobines de captació de CC per a tensions de 12, 24, 48, 60, 110, 220 V i corrents de 0,4 - 10 A i bobines de captació de CA per a tensions 12, 24, 36, 110, 127, 220, 230, 240, 380 i corrents 1 — 10 A. Relé RPU-3 amb bobines d'alimentació DC — per a tensions 24, 48, 60, 110 i 220 V.
Els relés intermedis de la sèrie RP-21 estan destinats a ser utilitzats en circuits de control d'accionaments elèctrics de corrent altern amb una tensió de fins a 380 V i en circuits de CC amb una tensió de fins a 220 V. Els relés RP-21 estan equipats amb endolls per soldar, per din. carril o cargol.
Les principals característiques del relé RP-21. Interval de tensió d'alimentació, V: DC — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 AC amb una freqüència de 50 Hz — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 AC amb una freqüència de 60 Hz — 12, 24, 36, 48, 110, 220, 230, 240 Tensió nominal del circuit de contacte, V: relé DC — 12 … 220, relé AC — 12 … 380 Corrent nominal — 6,0 A Quantitat contactes tancats . / descans / interruptor — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Durabilitat mecànica — almenys 20 milions de cicles.
Relé electromagnètic DC sèrie RES-6 com a relé intermedi amb tensió 80 — 300 V, corrent de commutació 0,1 — 3 A
També s'utilitza com a sèrie intermèdia de relés electromagnètics RP-250, RP-321, RP-341, RP-42 i una sèrie d'altres que es poden utilitzar com a relé de tensió.
Com triar un relé electromagnètic
Les tensions i corrents de funcionament a la bobina del relé han d'estar dins dels valors permesos. Una disminució del corrent de funcionament a la bobina comporta una disminució de la fiabilitat del contacte i un augment del sobreescalfament de la bobina, una disminució de la fiabilitat del relé a la temperatura positiva màxima permesa. Fins i tot un subministrament a curt termini. amb una tensió de funcionament augmentada a la bobina del relé no és desitjable, ja que això provoca sobretensions mecàniques en parts del circuit magnètic i grups de contactes, i la sobretensió elèctrica de la bobina quan s'obre el circuit pot provocar una ruptura de l'aïllament.
En triar el mode de funcionament dels contactes de relé, cal tenir en compte el valor i el tipus de corrent commutat, la naturalesa de la càrrega, el nombre total i la freqüència de commutació.
En canviar les càrregues actives i inductives, el més difícil per als contactes és el procés d'obertura del circuit, ja que en aquest cas, a causa de la formació d'una descàrrega d'arc, es produeix el desgast principal dels contactes.
Interruptor de canya i relés de canya
Com rebobinar les bobines de les bobines dels dispositius elèctrics a un tipus diferent de corrent
Viatge i interruptors de límit
Dispositius de commutació manual. Interruptors de ganivet