Relés de controle do solenóide, como o relé funciona
Um relé é um dispositivo elétrico projetado para alternar circuitos elétricos (alterar abruptamente os valores de saída) para determinadas alterações nos valores de entrada elétricos ou não elétricos.
Elementos de relé (relés) são amplamente utilizados em circuitos de controle e automação porque podem ser usados para controlar grandes potências de saída com sinais de entrada de baixa potência; completar operações lógicas; criação de dispositivos de relé multifuncionais; realizar a comutação de circuitos elétricos; corrigir desvios do parâmetro controlado do nível definido; executa as funções de um elemento de memória, etc.
O primeiro relé foi inventado pelo americano J. Henry em 1831 e com base no princípio eletromagnético de operação, deve-se notar que o primeiro relé não era um relé de comutação, mas o primeiro relé de comutação foi inventado pelo americano S.Breeze Morse em 1837, que mais tarde usou em um aparelho de telégrafo ... A palavra relay vem do inglês relay, que significa trocar cavalos de posto cansados nas estações ou passar o bastão (bastão) para um atleta cansado.
classificação de relé
Os relés são classificados de acordo com diferentes critérios: de acordo com o tipo de grandezas físicas de entrada às quais eles reagem; pelas funções que desempenham nos sistemas de gestão; por design, etc. De acordo com o tipo de grandezas físicas, distinguem-se as elétricas, mecânicas, térmicas, óticas, magnéticas, acústicas, etc. retransmissão. Deve-se notar que o relé pode responder não apenas ao valor de uma determinada quantidade, mas também à diferença de valores (relés diferenciais), a uma mudança no sinal de uma quantidade (relés polarizados) ou ao taxa de variação de uma quantidade de entrada.
dispositivo de retransmissão
Um relé geralmente consiste em três elementos funcionais principais: sentido, intermediário e executivo.
Um elemento de percepção (primário) percebe a quantidade controlada e a transforma em outra quantidade física.
Um elemento intermediário compara o valor deste valor com o setpoint e, quando for excedido, transmite a primeira ação ao drive.
Um atuador transfere o efeito do relé para os circuitos controlados. Todos esses elementos podem ser expressos ou combinados entre si.
O elemento sensitivo, dependendo da finalidade do relé e do tipo de grandeza física a que responde, pode ter uma concepção diferente, tanto no que diz respeito ao princípio de funcionamento como ao nível do dispositivo.Por exemplo, em um relé de sobrecorrente ou relé de tensão, o elemento sensível é feito na forma de um eletroímã, em um pressostato - na forma de uma membrana ou manga, em uma chave de nível - em um flutuador, etc.
Pelo dispositivo do drive, os relés são divididos em contato e sem contato.
Os relés de contato atuam no circuito controlado por meio de contatos elétricos, cujo estado fechado ou aberto permite fornecer um curto-circuito completo ou uma interrupção mecânica completa do circuito de saída.
Os relés sem contato afetam o circuito controlado através de uma mudança repentina (abrupta) nos parâmetros dos circuitos elétricos de saída (resistência, indutância, capacitância) ou uma mudança no nível de tensão (corrente).
Características do relé
As principais características do relé são determinadas pelas dependências entre os parâmetros das quantidades de saída e entrada.
As seguintes características principais do relé são distinguidas.
1. A magnitude de atuação do relé Xcr — o valor do parâmetro do valor de entrada no qual o relé é ligado. Quando X < Xav, o valor de saída é igual a Umin, quando X ³ Xav, o valor de Y muda abruptamente de Umin para Umax e o relé liga. O valor de aceitação pelo qual o relé é ajustado é chamado de ponto de ajuste.
2. Potência de atuação do relé Psr — a potência mínima que deve ser fornecida ao órgão receptor para transferi-lo do estado de repouso para o estado de operação.
3. Potência controlada Rupr — a potência que é controlada pelos elementos de comutação do relé no processo de comutação.Relativamente à potência de controlo, distinguem-se entre relés para circuitos de baixa potência (até 25 W), relés para circuitos de média potência (até 100 W) e relés para circuitos de alta potência (acima de 100 W), que pertencem aos relés de potência e são chamados de contatores.
4. Tempo de resposta do relé tav — o intervalo de tempo desde o sinal Xav até a entrada do relé até o início da ação no circuito controlado. De acordo com o tempo de resposta, existem relés normais, de alta velocidade, atrasados e relés de tempo. Normalmente para relés normais tav = 50 ... 150 ms, para relés de alta velocidade tav 1 s.
O princípio de operação e o dispositivo de relés eletromagnéticos
Devido ao seu princípio de operação simples e alta confiabilidade, os relés eletromagnéticos são amplamente utilizados em sistemas de automação e em esquemas de proteção de instalações elétricas. Os relés eletromagnéticos são divididos em relés DC e AC. Os relés CC são divididos em neutro e polarizado. Os relés neutros respondem igualmente à corrente contínua em ambas as direções que flui através de sua bobina, e os relés polarizados respondem à polaridade do sinal de controle.
A operação dos relés eletromagnéticos é baseada no uso de forças eletromagnéticas que surgem em um núcleo metálico quando a corrente passa pelas voltas de sua bobina. As peças do relé são montadas na base e cobertas com uma tampa. Uma armadura móvel (placa) com um ou mais contatos é montada acima do núcleo do eletroímã. Em frente a eles estão os contatos fixos emparelhados correspondentes.
Na posição inicial, a âncora é mantida por uma mola. Quando a tensão é aplicada, o eletroímã atrai a armadura, superando sua força e fecha ou abre os contatos, dependendo do projeto do relé.Após a desenergização, a mola retorna a armadura à sua posição original. Alguns modelos podem ter componentes eletrônicos integrados. Este é um resistor conectado ao enrolamento da bobina para uma atuação mais clara do relé, ou / e um capacitor paralelo aos contatos para reduzir arco elétrico e ruído.
O circuito controlado não está conectado eletricamente de forma alguma ao circuito de controle; além disso, no circuito controlado, o valor da corrente pode ser muito maior do que no circuito de controle. Ou seja, os relés agem essencialmente como amplificadores de corrente, tensão e potência em um circuito elétrico.
Os relés CA operam quando uma corrente de uma determinada frequência é aplicada em suas bobinas, ou seja, a principal fonte de energia é a rede CA. A construção do relé CA é semelhante à do relé CC, apenas o núcleo e a armadura são feitos de chapas de aço elétrico para reduzir as perdas por histerese e correntes parasitas.
Vantagens e desvantagens dos relés eletromagnéticos
O relé eletromagnético tem uma série de vantagens que os concorrentes de semicondutores não têm:
- capacidade de comutar cargas até 4 kW com volume de relé inferior a 10 cm3;
- resistência a surtos de impulso e distúrbios destrutivos resultantes de descargas atmosféricas e como resultado de processos de comutação em engenharia elétrica de alta tensão;
- isolamento elétrico excepcional entre o circuito de controle (bobina) e o grupo de contato — o mais recente padrão de 5 kV é um sonho inatingível para a maioria das chaves semicondutoras;
- baixa queda de tensão nos contatos fechados e, como resultado, baixa geração de calor: ao comutar uma corrente de 10 A, um pequeno relé dissipa um total de menos de 0,5 W na bobina e nos contatos, enquanto um relé triac emite mais de 15 W à atmosfera, que, em primeiro lugar, requer resfriamento intensivo e, em segundo lugar, agrava o efeito estufa do planeta;
- custo extremamente baixo de relés eletromagnéticos em comparação com interruptores de estado sólido
Observando as vantagens da eletromecânica, notamos também as desvantagens do relé: baixa velocidade de operação, recurso elétrico e mecânico limitado (embora muito grande), criação de interferência de rádio ao fechar e abrir contatos e, finalmente, a última e desagradável propriedade - problemas com a comutação de cargas indutivas e cargas CC de alta tensão.
Uma prática típica de aplicação de relés eletromagnéticos de alta potência é a comutação de cargas em 220 V CA ou 5 a 24 V CC em correntes de comutação de até 10-16 A. servo), lâmpadas incandescentes, eletroímãs e outros consumidores ativos, indutivos e capacitivos de energia elétrica na faixa de 1 W a 2-3 kW.
Relés eletromagnéticos polarizados
Um tipo de relé eletromagnético é um relé eletromagnético polarizado. Sua principal diferença em relação aos relés neutros é a capacidade de responder à polaridade do sinal de controle.
A série mais comum de relés de controle eletromagnético
Relé intermediário série RPL. Os relés são destinados ao uso como componentes em instalações estacionárias, principalmente em circuitos de controle para acionamentos elétricos em tensões de até 440 V CC e até 660 V CA com frequência de 50 e 60 Hz.Os relés são adequados para operação em sistemas de controle usando tecnologia de microprocessador onde a bobina de fechamento é cercada por um limitador limitador ou com controle de tiristor. Se necessário, um dos seguintes pode ser instalado no relé intermediário. plug-ins PKL e PVL… Corrente nominal dos contatos — 16A
Série intermediária de relés RPU-2M. Os relés intermediários RPU-2M são projetados para operação em circuitos elétricos de controle e automação industrial de corrente alternada com tensão até 415V, frequência 50Hz e corrente contínua com tensão até 220V.
Série de relés RPU-0, RPU-2, RPU-4. Os relés são produzidos com bobinas de captação CC para tensões 12, 24, 48, 60, 110, 220 V e correntes de 0,4 a 10 A e bobinas de captação CA para tensões 12, 24, 36, 110, 127, 220, 230, 240, 380 e correntes 1 — 10 A. Relé RPU-3 com bobinas de alimentação DC — para tensões 24, 48, 60, 110 e 220 V.
Os relés intermediários da série RP-21 são destinados ao uso em circuitos de controle de acionamentos elétricos de corrente alternada com tensão de até 380V e em circuitos CC com tensão de até 220V. Os relés RP-21 são equipados com soquetes para solda, para din. trilho ou parafuso.
As principais características do relé RP-21. Faixa de tensão de alimentação, V: DC — 6, 12, 24, 27, 48, 60, 110 AC com frequência de 50 Hz — 12, 24, 36, 40, 110, 127, 220, 230, 240 AC com frequência . / descansar / switch — 0 … 4/0 … 2/0 … 4 Durabilidade mecânica — pelo menos 20 milhões de ciclos.
Relé eletromagnético DC série RES-6 como relé intermediário com tensão 80 — 300 V, corrente de comutação 0,1 — 3 A
Também é usado como uma série intermediária de relés eletromagnéticos RP-250, RP-321, RP-341, RP-42 e vários outros que podem ser usados como relé de tensão.
Como escolher um relé eletromagnético
As tensões e correntes de operação na bobina do relé devem estar dentro dos valores permitidos. Uma diminuição na corrente de operação na bobina leva a uma diminuição na confiabilidade do contato e um aumento no superaquecimento da bobina, uma diminuição na confiabilidade do relé na temperatura positiva máxima permitida. Mesmo um suprimento de curto prazo com uma tensão operacional aumentada para a bobina do relé é indesejável, pois isso causa sobretensões mecânicas em partes do circuito magnético e grupos de contato, e a sobretensão elétrica da bobina quando o circuito é aberto pode causar quebra de isolamento.
Ao escolher o modo de operação dos contatos do relé, é necessário levar em consideração o valor e o tipo de corrente comutada, a natureza da carga, o número total e a frequência de comutação.
Na comutação de cargas ativas e indutivas, o mais difícil para os contatos é o processo de abertura do circuito, pois neste caso, devido à formação de uma descarga de arco, ocorre o desgaste principal dos contatos.
Bobinas de aparelhos elétricos
Interruptores de curso e limite
Dispositivos de comutação manual. Interruptores de faca