Explorando relés de comutação: o que você precisa saber

O que é um interruptorrelé

É um componente de controle eletrônico que adota a função de ligar ou desligar um circuito de grande corrente através de uma bobina com pequena corrente. É composto principalmente de bobinas, núcleos de ferro, armaduras, contatos e outros componentes. Ligada, a bobina certamente produzirá um efeito magnético, atrairá a armadura para se mover e, em seguida, empurrará os contatos para fechar ou abrir com a finalidade de alternar o controle do circuito. Ele encontra aplicação em todas as esferas da vida, desde controle automotivo e industrial até eletrodomésticos. As vantagens obtidas com o uso de relés incluem precisão, alta confiabilidade e obtenção de controle de automação.

elemento de relé

Bobina:A parte mais básica de um relé é a bobina, que na verdade é uma espécie de eletroímã. Assim que for energizado, gerará um poderoso campo magnético. Normalmente, as bobinas são feitas apertando os fios em torno de um núcleo magnético, que normalmente é um carretel de fio ou material ferromagnético que visa aumentar o efeito do campo magnético.

Contato:É um terminal elétrico delicado que obstrui ou controla o fluxo de corrente em um circuito. Com base no projeto do relé, eles podem estar em uma condição normalmente aberta, normalmente fechada ou podem ter uma função de comutação.

Armadura:É aquela parte de um relé que se move pela ação magnética de uma bobina e cujo movimento altera o estado dos contatos.

Jugo:Um jugo é uma estrutura de metal que envolve completamente uma bobina para fornecer caminho completo para o campo magnético para sua estabilidade e eficácia.

Núcleo de ferro:Embora faça parte da bobina, faz parte do circuito magnético, onde os campos magnéticos são intensificados e conduzidos.

Concha:O invólucro é basicamente uma camada de proteção do relé; ele envolve firmemente as partes internas dentro dele. Como resultado disso, mesmo em ambientes realmente extremos, o relé poderia funcionar perfeitamente.

Terminal:O terminal é usado para conectar o relé a um circuito externo e, com a ajuda de um terminal, o relé pode ser facilmente conectado ao circuito.

Primavera:A mola desempenha um papel duplo em um relé: primeiro, manter os contatos em uma determinada posição para manter o circuito estável; segundo, ele retorna a armadura à sua posição original rapidamente, se necessário, e assim consegue a rápida troca de contatos.

Diodo:Vários relés possuem diodos embutidos que são projetados para proteger a bobina de grandes picos de tensão, que podem ocorrer no momento da abertura dos contatos. Isto prolonga a vida útil do relé.

Diagrama de estrutura 3D do relé

Tipo de relé de comutação

Eu fiz classificação e seleção para a maioria dos relés do mercado aqui. Antes disso, eles tinham características funcionais diferentes; deixe-me apresentá-los um por um abaixo.

Relé Eletromecânico

É a forma de relé mais tradicional e amplamente utilizada. O componente principal é o eletroímã, que irá gerar um campo magnético para atrair e acionar a chave mecânica ao ligar para atuar e alterar o estado de um circuito. Este tipo de relé possui características de estabilidade e confiabilidade, possui ação rápida e é adequado para diversos sistemas de controle elétrico.

Relé de estado sólido

Os relés de estado sólido aproveitam tecnologias avançadas de semicondutores, como o transistor ou o tiristor, para substituir o tradicional eletroímã e a chave mecânica. Este tipo de relé é muito adequado para controle de alta frequência e alta precisão devido à sua velocidade de resposta rápida, sem contato, sem ruído e longevidade.

relé de palheta

O relé Reed é um tipo de relé eletromecânico que contém interruptores reed únicos ou múltiplos dentro de pequenos tubos de vidro ou plástico. Sob a ação do campo magnético, a mola se deformará, alterando assim o estado do circuito. Esse tipo de relé apresenta vantagens como tamanho pequeno, alta sensibilidade e boa vedação, sendo utilizado principalmente no projeto de circuitos compactos.

Relé de atraso

Esses relés de atraso podem introduzir atraso de temporização entre os sinais de entrada e saída para controle de atraso do circuito. Normalmente, tais relés possuem tempo de atraso ajustável e são adequados para uso em locais onde é necessário o controle exato dos intervalos de tempo, como temporizadores, controladores de sequência, etc.

Relé de trava

O relé de travamento possui uma função de travamento automático que pode manter seu estado de saída inalterado em caso de estado desligado. Normalmente, este tipo de relé é bloqueado por meios mecânicos ou elétricos. É aplicável para situações que requerem estabilidade do circuito, por exemplo, circuito de memória, sistema de controle de segurança, etc.

Relé de sobrecarga

Catálogo de Relés de Sobrecarga É utilizado para monitorar de forma protetora a mudança de corrente do circuito e cortar o circuito quando a corrente ultrapassar o valor ajustado, a fim de evitar danos ao circuito e ao dispositivo resultantes de sobrecarga ou curto-circuito. Os relés apresentam alta sensibilidade e poderosa confiabilidade, o que constitui a garantia essencial de segurança no sistema elétrico. Chamamos isso de relé térmico.

Relé térmico
Ele é usado para proteção de circuitos e normalmente é projetado para monitorar mudanças térmicas em circuitos e fornecer ação de comutação quando a temperatura excede um valor predeterminado. Este tipo de relé normalmente inclui elementos sensores de temperatura e interruptores de contato, adequados para aplicações que exigem monitoramento e proteção de temperatura, como proteção contra superaquecimento para equipamentos como motores e transformadores.

Relé de controle
Os relés de controle são usados ​​principalmente para orientar outros dispositivos para controlar ações. Geralmente consiste em múltiplas saídas de contato, que podem realizar funções complexas de controle lógico. Este tipo de relé é amplamente utilizado em uma série de sistemas de controle elétrico, incluindo contatores, partidas de motores, etc.

Conecte o relé
O relé plug-in é um tipo de relé muito fácil de instalar e substituir. Geralmente possui dimensões e interfaces padronizadas, facilitando a inserção em painéis de controle ou dispositivos de comutação. Este tipo de relé é adequado para situações que requerem substituição ou manutenção frequente, como em linhas de produção industrial ou equipamentos de automação.

Características dos relés de comutação

As propriedades dos relés variam de acordo com o tipo e projeto, mas a seguir estão as características gerais aplicáveis ​​universalmente à maioria dos relés, e elas devem ser explicadas aqui, o que se torna necessário ao compreender e escolher o relé correto:

Capacidade de comutação

É o valor máximo de corrente e tensão que o relé pode sustentar e controlar. Se esses limites forem excedidos, poderá causar danos ou deterioração no desempenho do relé.

Resistência de contato

A resistência de contato é o nível de interferência no fluxo de corrente causado pelos contatos do relé quando os contatos do relé estão fechados. Em aplicações onde é necessário lidar com altas correntes, será melhor se a resistência de contato for baixa para manter as perdas de energia e a geração de calor em níveis baixos.

Tempo de salto operacional

O tempo de salto é a situação instável de curto prazo de um contato de relé devido a razões mecânicas ou eletromagnéticas após o fechamento ou abertura até que finalmente alcance a estabilidade. No caso de aplicações de comutação de alta velocidade, o tempo de salto torna-se um parâmetro muito importante, pois pode realmente deteriorar o desempenho e a estabilidade do sistema.

Tempo de operação

Define o tempo necessário desde o momento em que a bobina começa a ser ligada ou desligada até quando os contatos do relé estão totalmente fechados ou abertos. Este parâmetro é muito importante para sistemas que necessitam de precisão no controle de temporização.

Hora de lançamento

Tempo de liberação: É o tempo que os contatos de um relé levam para passar de uma posição completamente fechada para uma posição totalmente aberta após a bobina ser desenergizada ou desligada. Este também é um aspecto vital para sistemas que requerem resposta no menor tempo possível.

Vida útil esperada

A vida esperada denota quantas operações podem ser realizadas por um relé antes que ocorra uma falha, às vezes também é chamada de vida mecânica ou vida elétrica. Este parâmetro é importante para avaliar a confiabilidade e a capacidade de funcionamento de longo prazo dos relés.

Resistência de isolamento

Refere-se principalmente ao valor da resistência entre bobinas e contatos do relé e entre diferentes partes do circuito. A alta resistência de isolamento pode evitar vazamento e descarga de correntes desnecessárias para garantir a segurança do sistema e do pessoal.

Resistência Dielétrica

A rigidez dielétrica é o valor da alta tensão que um relé pode suportar sem danos. Este parâmetro é muito importante para garantir a confiabilidade dos relés operando em condições de alta tensão.

Temperatura ambiente

A temperatura ambiente é a quantidade de temperatura dentro da qual o relé pode operar normalmente. Certas aplicações, em alguns casos, exigem certas condições ambientais, como operação em temperaturas extremas, para as quais os relés são projetados.

Choque e Vibração

Choque e Vibração: refere-se ao desempenho de um relé mantendo o desempenho e a estrutura contra choques mecânicos e vibrações. A resistência ao impacto e o desempenho à vibração são importantes quando os relés são usados ​​em ambientes agressivos, como indústria ou automóveis. Os relés devem ser selecionados pela classificação adequada em resistência à vibração e ao choque.

Fiação do relé do interruptor

Isso é diferente para diferentes tipos de relés. Geralmente cobre a fiação para o seguinte:

Fiação da bobina

1. Determinação da tensão da bobina: Em primeiro lugar, descubra em que opera a bobina do relé em termos de tensão. Geralmente existem três tipos: bobinas de tensão DC 12V, 24V e AC.

2. Conecte a fonte de alimentação: Alinhe os pólos positivo e negativo da fonte de alimentação com os dois pinos da bobina do relé de acordo com os requisitos de tensão da bobina. De modo geral, os pinos da bobina são rotulados com símbolos ou números como "+" e "-". Ao conectar, tome cuidado para não inverter a polaridade dos pólos positivo e negativo; caso contrário, a bobina não funcionará corretamente.

Conecte o contator

Contato normalmente aberto: Normalmente, este contato do relé está em estado aberto quando o relé está em um estágio não ativado. A aplicação de força eletromotriz à bobina do relé mudará o estado e fechará os contatos normalmente abertos. Contatos normalmente abertos são usados ​​com muita frequência em um circuito de controle para conectar outros circuitos sob condições específicas. Um lado da carga a ser controlada é então conectado a um pino do contato normalmente aberto, enquanto o outro lado da carga é conectado à fonte de alimentação ou a outros componentes do circuito.

Contatos normalmente fechados: contatos normalmente fechados são aqueles que por padrão fecham quando o relé está desenergizado. Neste caso, os contatos normalmente fechados serão desconectados quando a bobina do relé for energizada. Contatos normalmente fechados também podem ser aplicados no circuito de desconexão sob algumas condições. O método de fiação é quase semelhante ao do contato normalmente aberto, que conecta novamente a carga aos pinos dos contatos normalmente fechados.

Contato comum: O contato normalmente aberto e o contato normalmente fechado compartilham um pino, que é chamado de contato comum. O contato comum será conectado a um contato normalmente aberto ou normalmente fechado de acordo com os diferentes estados de ação do relé. Os contatos comuns devem ser conectados à parte relevante do circuito de acordo com as necessidades do processo de fiação.

Como fazerescolherum relé de comutação

A escolha do relé adequado é extremamente importante para garantir que o sistema ou equipamento elétrico funcione normalmente. A explicação para o que você listou é a seguinte e também ajudará na tomada de decisões informadas:

Classificações de tensão e corrente

Tensão e corrente nominais significam os limites máximos dentro dos quais a operação de um relé é garantida como segura. Na seleção, geralmente é necessário garantir que o valor nominal do relé seja pelo menos igual ou superior à tensão e corrente operacionais reais no circuito, para não sobrecarregar e danificar o relé.

Capacidade de comutação

A capacidade de comutação do relé é dada pela carga máxima que ele pode suportar, incluindo corrente, tensão e potência. Certifique-se de que a capacidade de comutação do relé seja grande o suficiente para lidar com flutuações de carga e sobrecargas transitórias.

Método de contato

Escolha os relés de acordo com o número e tipo de contatos necessários para satisfazer o circuito de controle. NÃO: Normalmente aberto quando não energizado; NC: Normalmente fechado-fechado quando não energizado; CO: Dispositivo de contato de transição, NA e NC. O dispositivo de contato de transição pode ser NA ou NF.

Vida Útil Esperada

A vida útil de um serviço de relé é geralmente estimada em termos do número de operações ou da vida útil mecânica/elétrica. Para ciclos altos, a seleção de relés de longa duração pode ser feita, o que reduzirá a frequência de manutenção/substituição.

Tempo de operação e tempo de liberação

Período de atuação é o tempo que o relé leva para ser energizado e os contatos fecharem ou abrirem completamente; isso geralmente é expresso em milissegundos. O período de liberação é o tempo que o relé leva para desligar e os contatos para abrir completamente. Escolha relés cujos tempos de ação e liberação sejam adequados às aplicações.

Instalação

O relé deve ser fácil de instalar no local onde foi aplicado. A localização pode ser em uma placa de circuito ou em um painel. É claro que isso leva em consideração o tamanho do relé, o método de instalação, bem como qualquer acessório necessário no processo de instalação.

Padrão

Selecione relés que atendam aos padrões industriais relevantes, como, entre outros, UL, CSA, VDE, CE, etc. Esses padrões significam que a segurança e o desempenho dos relés atendem aos requisitos aceitos internacionalmente.

Custo

Em relação ao custo dos relés versus atendimento aos requisitos de desempenho, compare preços entre diferentes marcas e modelos para chegar ao produto de maior valor.

Reputação da marca

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Como testar relés

Existem várias maneiras de testar se o relé está funcionando ou não. Os métodos básicos aqui fornecidos são bastante eficazes e têm sido comumente adotados. Aqui estão explicações detalhadas e algumas precauções adicionais para esses métodos.

Inspeção Visual

Em primeiro lugar, a inspeção visual é o primeiro passo no teste de um relé. Observando cuidadosamente, podem ser encontrados danos ou defeitos óbvios na aparência do relé, como contato quebrado, queimadura, quebra da bobina ou ruptura do invólucro.

Durante a inspeção visual, a primeira coisa a garantir é que o relé esteja desligado para evitar o risco de choque elétrico.

Teste de ohmímetro

Um ohmímetro é uma forma simples e eficaz de testar a resistência nas bobinas dos relés. Após desligar a alimentação, conecte o ohmímetro no terminal da bobina do relé e procure a leitura.

Uma boa bobina de relé deve ter uma leitura baixa, o que implica que está intacta e não em circuito aberto. Se a leitura mostrasse resistência “infinita” ou muito alta, isso indicaria que a bobina pode estar aberta ou danificada.

Teste de continuidade

O teste de continuidade é aplicado à continuidade dos contatos do relé. Após a alimentação ser desligada e o relé desconectado do circuito, a continuidade entre o terminal comum e o terminal NO/NC deve ser testada por um testador de continuidade ou por um multímetro.

Por exemplo, se o teste mostrar que há descontinuidade entre os contatos, então os contatos estão danificados ou sujos, portanto o relé deverá ser limpo ou substituído.

Poderteste

Um teste de potência é realizado quando o relé é energizado. Conecte o relé ao circuito e ligue-o, depois verifique a tensão na bobina em ambas as extremidades.

Se a tensão estiver presente, mas o relé não funcionar, internamente, a falha pode estar na ruptura da bobina, na adesão do contato ou em uma falha mecânica no relé.

Teste de operação

O teste de funcionamento é o último procedimento para confirmar se o funcionamento do relé foi executado corretamente. Para cada ação ON/OFF do circuito de controle, ele deve ser conectado ao circuito e ligado para ver se o relé conecta e desconecta ou não.

A falha do circuito de controle, falha interna no relé ou problemas de energia podem ser alguns motivos possíveis.

Aplicação de relé de comutação

Automóveis e caminhões:Também são muito utilizados na construção de automóveis e caminhões; exemplos incluem iluminação, injeção de combustível, ignição e vidros elétricos.

Controle industrial:Os sistemas de relés também encontram sua utilização no controle industrial, relacionado ao controle de motores, processos e temperaturas.

Comunicação:Os relés são utilizados em centrais telefônicas e outros equipamentos de telecomunicações para fins de comutação e roteamento de sinais.

Eletrodomésticos:Os equipamentos da classe de eletrodomésticos, como geladeiras, máquinas de lavar e condicionadores de ar, utilizam relés para controle de motores e outros acessórios.

Computadores e eletrônicos relacionados:Em computadores e outros aparelhos eletrônicos, os relés desempenham funções como comutação e roteamento de sinais além de controlar a alimentação de energia para diversos componentes.
 

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