Coisas que você precisa saber sobre relés

A maioria dos aparelhos eletrônicos e mecânicos requer relés para converter pequenas entradas elétricas em uma saída de alta corrente que recebem. Tradicionalmente, os relés eram usados ​​em circuitos telegráficos de longa distância como repetidores de sinal. Ou seja, o sinal vindo de um circuito é atualizado transmitindo-o em outro circuito. Os relés foram amplamente utilizados em centrais telefônicas e computadores antigos para realizar operações lógicas.



Existem muitos tipos de relés disponíveis para atender às demandas de várias aplicações. Hoje você conhecerá a definição, funções, aplicações, considerações de seleção, componentes, diagrama, tipos e funcionamento de um relé. Você também será exposto às suas vantagens e desvantagens.

O que é um relé?

Um relé é um interruptor elétrico que funciona com eletromagnetismo para converter pequenos estímulos elétricos em correntes maiores. Essa conversão ocorre quando uma entrada elétrica ativa eletroímãs para formar ou quebrar circuitos existentes.

Aproveitando entradas fracas para alimentar uma corrente mais forte, os relés podem efetivamente atuar como um interruptor ou um amplificador para a corrente elétrica. Estes dependem das aplicações desejadas.

Os relés também são considerados uma chave operada magneticamente que ativa e desativa quando um eletroímã é energizado. A tensão aplicada aos terminais de entrada do relé energiza o eletroímã.

O relé foi inventado pelo cientista americano Joseph Henry em 1835.

Funções dos relés

Abaixo estão as funções dos relés em suas diversas aplicações:

• A função principal de um relé é servir como uma chave onde os circuitos precisam ser controlados.
• Alguns tipos de relé usam um eletroímã para fechar e abrir contatos,
• Protege os circuitos elétricos contra sobrecargas ou falhas, servindo como relés de proteção.
• As funções de relés também permitem que um sistema funcione apenas por um período de tempo definido ou inicie somente após um período de tempo definido, conhecido como relés de atraso de tempo.
• Outra finalidade dos relés é alternar motores elétricos e cargas de iluminação.
• Um único relé pode servir como um conector de vários contatos, para que todos possam se mover juntos quando a bobina do relé for energizada ou desenergizada. Se um dos contatos do relé parar de se mover, o contato restante não poderá se mover. Os relés com esse efeito também são conhecidos como relés de segurança.
• Alguns tipos de relés têm ótimas funções onde transmissores e receptores de rádio compartilham uma antena. O relé serve como transmissão-recepção, que alterna a antena do receptor para o transmissor.

Aplicações de relés

Abaixo estão as aplicações dos relés:

• Os circuitos de relé são usados ​​para realizar funções de loci, desempenhando um papel importante na oferta de lógica crítica de segurança.
• Assim como mencionado anteriormente, os relés fornecem funções de atraso de tempo, pois eles cronometram o atraso na abertura e no fechamento dos contatos.
• Os relés são usados ​​para controlar circuitos de alta tensão com sinal de baixa tensão. Eles também usam sinais de baixa corrente para controlar circuitos de alta corrente.
• Os relés servem como proteção aos aparelhos, pois detectam a recepção e os isolam durante a transmissão.

Um relé de sobrecarga é um dispositivo eletromecânico usado para proteger os motores contra falhas de energia ou sobrecargas. Eles são frequentemente usados ​​em motores para proteger o motor de picos de corrente repentinos que podem causar danos.

Um interruptor de relé de sobrecarga funcionando é como a hora extra de corrente, mas diferente de disjuntores e fusíveis, onde um disparo repentino desligará o motor. O relé térmico de sobrecarga é o tipo mais utilizado, onde se utiliza uma fita bimetálica para desligar o motor. Esta tira faz contato com um contator dobrando-se com temperaturas crescentes devido ao excesso de fluxo de corrente.

O contato entre a régua e o contator faz com que o contator desenergize e restrinja a energia do motor, desligando assim o sistema.

Considerações de seleção de um relé

Abaixo estão os fatores a serem considerados ao selecionar um relé para um sistema:

• Proteção – Ao selecionar um relé para um projeto específico, deve-se considerar como o relé protegerá o sistema contra sobrecargas ou picos de energia repentinos. Algumas outras proteções, como proteção de contato e proteção de bobina, devem ser consideradas. A proteção de contato ajudará a reduzir a formação de arco em circuitos que usam indutores. Enquanto a proteção da bobina ajuda a reduzir a tensão de surto produzida durante a comutação.
• Relés padrão com todas as aprovações regulatórias devem ser levados em consideração.
• Relés de comutação de alta velocidade são vitais para o tempo de comutação, você pode precisar de um.
• As classificações de corrente e tensão dos relés devem ser levadas em consideração. As classificações atuais variam de alguns amperes a cerca de 300 amperes, enquanto as classificações de tensão variam de 300 volts CA a 600 volts CA. Alguns relés de alta tensão de cerca de 15.000 volts também estão disponíveis.
• O isolamento entre um circuito de bobina e os contatos também deve ser considerado.
• Conheça os tipos de contato que ele carrega, seja NF, NÃO ou contato fechado.
• Saiba se o contato "Faça antes do intervalo" ou "Faça antes do intervalo" é a melhor opção para o seu sistema.

Componentes de um sistema de retransmissão

Abaixo estão os componentes dos vários tipos de sistema de relé e suas funções:

Quadro – é um contêiner ou estrutura resistente que contém e suporta as várias partes do relé.

Bobina – é um fio enrolado em torno de um núcleo de metal. É a parte que causa um campo eletromagnético

Armadura – é uma peça móvel que abre e fecha os contatos. Há uma mola anexada que retorna a armadura à sua posição original.

Contatos – é a parte condutora que faz o relé fazer (fechar) ou quebrar (abrir) um circuito.

Os relés têm dois circuitos; circuito de energização e circuito de contato. O lado da energização tem a bobina enquanto os contatos do relé têm o lado do contato. Uma bobina de relé é energizada quando a corrente flui através da bobina e cria um campo magnético. Em uma unidade AC, a polaridade muda 120 vezes por segundo, a polaridade também é fixa em um sistema DC.

Uma bobina magnética atrai uma placa ferrosa, uma parte da armadura. Uma parte desta armadura está presa à armação de metal, que é formada para que a armadura possa girar. A outra extremidade abre e fecha os contatos que vêm em diferentes configurações.

Essas configurações dependem do número de quebras, pólos e lançamentos do relé. ou seja, um relé pode ser chamado de single-pole, single-throw (SPST), ou Double-pole, Single-throw (DPST).

Pausa:

Uma ruptura é o número de locais ou contatos separados que um relé usa para abrir ou fechar um único circuito elétrico. Esses contatos são de ruptura simples ou dupla; um único contato de interrupção (SB) interrompe um circuito elétrico em um só lugar. enquanto um contato de quebra dupla (DB) o quebra em dois lugares.

Um único contato de interrupção é normalmente usado ao alternar dispositivos de baixa potência, como luzes indicadoras. Considerando que, um contato de quebra dupla é usado ao comutar dispositivos de alta potência como solenóides.

Pólo:

Pólo é um número de um circuito isolado que um relé pode passar através de um interruptor. Um contato monopolar (SP) pode transportar corrente através de apenas um circuito de cada vez. Enquanto um contato de pólo duplo (DP) pode levar corrente através de dois circuitos isolados simultaneamente. Bem, o número máximo de pólos que um relé pode transportar é 12, dependendo do seu design.

Jogar:

Um lance é o número de posições de contato fechado por pólo que estão disponíveis em uma chave. Um interruptor de lance único pode controlar apenas um circuito, enquanto um de lance duplo pode controlar dois.

Em resumo, um relé eletromagnético consiste em uma bobina de fio enrolada em um softcore (um solenóide), um garfo de ferro que fornece um caminho de baixa relutância para o fluxo magnético, uma “armadura” de ferro móvel e um ou mais conjuntos de contatos. Tudo isso está explicado acima, espero que você tenha entendido.

 Diagrama de um relé:

Tipos de relés

Abaixo estão os vários tipos de relés utilizados e adequados para diferentes aplicações:

Relés de travamento:

Os tipos de relés com trava mantêm seu estado após serem acionados. É por isso que eles também são chamados de relés de impulso, relés de manutenção ou relés de permanência. É usado na maioria das aplicações para limitar o consumo de energia e a dissipação.

Os tipos de relé de travamento consistem em ímãs internos para que, quando a corrente for fornecida à bobina, o ímã interno mantenha a posição do contato. Com isso, o sistema não precisa de energia para manter sua posição. Por isso, depois de acionado, consegue manter a última posição do contato mesmo que a corrente seja retirada da bobina.

Relés de estado sólido (SSRs)

Os tipos de relés de estado sólido usam componentes como BJTs, tiristores, IGBTs, MOSFETs e TRIACs. Esses componentes realizam operações de comutação. Comparando com os relés eletromecânicos, a potência obtida nos relés de estado sólido é muito maior porque a potência necessária para controlar o circuito é muito menor. Esses relés podem funcionar tanto para alimentação CA quanto CC.

Os tipos de relés de estado sólido têm altas velocidades de comutação, pois não há contatos mecânicos. Há um sensor em um relé de estado sólido que também é um dispositivo eletrônico. Este sensor ajuda a ligar ou desligar a energia para carregar depois de responder a um sinal de controle.

Relés de palheta:

Assim como os tipos de relés eletromecânicos, os relés de palheta também funcionam com acionamento mecânico de contatos físicos para abrir ou fechar um caminho de circuito. No entanto, os relés reed têm baixa massa e contatos muito menores em comparação com os tipos eletromecânicos.

O interruptor Reed está ferido, pois atua como uma armadura. É um tubo ou cápsula de vidro preenchido com um gás inerte contido em duas palhetas sobrepostas ou lâminas ferromagnéticas, que é hermeticamente selada.

Relés diferenciais:

Os tipos diferenciais de relés começam a funcionar quando a diferença fasorial de duas ou mais grandezas elétricas semelhantes excede um valor predeterminado. Os relés diferenciais de corrente operam quando o sistema experimenta uma comparação entre a magnitude e a diferença de fase das correntes que entram e saem do sistema a ser protegido.

se o sistema estiver funcionando em condições normais de operação, as correntes que entram e saem são iguais em magnitude e fase. Isso faz com que o relé fique inativo. Mas se ocorrer uma falta no sistema, as correntes não são mais iguais em magnitude e fase.

Relé polarizado:

Assim como é chamado, os tipos polarizados de relés são muito sensíveis à direção de uma corrente pela qual são energizados. É um relé eletromagnético DC fornecido com uma fonte adicional de um campo magnético permanente para mover a armadura no relé.

Nos relés polarizados, os circuitos magnéticos são construídos com ímãs permanentes, eletroímãs e uma armadura. Em vez da força da mola, esses tipos de relés usam força magnética para atrair ou repelir a armadura. Esta armadura é um ímã permanente, posicionado entre as faces polares formadas por um eletroímã.

Relés Buchholz:

Os tipos de relés Buchholz são relés operados a gás ou atuados. Eles são amplamente utilizados para detectar falhas incipientes ou falhas internas que são pequenas inicialmente, mas podem causar falhas maiores com o tempo. Esses relés são usados ​​principalmente para proteção de transformadores e são montados em uma câmara entre o tanque do transformador e o conservador.

Esses tipos de relé são usados ​​apenas para um relé imerso em óleo que é utilizado especificamente para sistemas de transmissão e distribuição de energia. A figura abaixo mostra o funcionamento de um relé Buchholz.

Relés de tempo mínimo definido inverso (Relés IDMT):

Os relés de tempo mínimo definido inverso são tipos de relés que oferecem características de corrente de tempo definido de uma corrente de falta em um valor mais alto. E também, uma característica de tempo-corrente inversa de uma corrente de falta em um valor mais baixo.

Esses relés IDMT são amplamente utilizados para proteger linhas de distribuição e ajudam a definir limites para configurações de corrente e tempo. Nesses tipos de relés, seu tempo de operação é aproximadamente inversamente proporcional à corrente de falta próxima ao valor de pickup.

Relés de proteção contra sobrecarga:

Os tipos de relés de proteção contra sobrecarga são projetados propositadamente para oferecer proteção contra sobrecorrente a motores e circuitos elétricos. Esses relés de sobrecarga são de diferentes tipos, como tipo fita bimetálica fixa, e aquecedor eletrônico ou bimetálico intercambiável, etc.

Sempre que um motor elétrico estiver sobrecarregado, esse motor exigirá esses tipos de relé para proteger o sistema contra sobrecorrente. Por esta razão, equipamentos de detecção de sobrecarga, como relé operado por calor, devem ser empregados. Este relé operado por calor contém uma bobina que aquece uma tira bimetálica ou pote de solda, que depois derrete.

Princípio de funcionamento

O princípio de funcionamento de um relé depende de seu tipo e para o que foi projetado. No entanto, um relé eletromagnético simples consiste em uma bobina de fio enrolada em um núcleo de ferro macio (um núcleo de ferro macio). Ele também contém um garfo de ferro que fornece um caminho de baixa relutância para o fluxo magnético, uma armadura de ferro móvel e um ou mais conjuntos de contatos.

Esta armadura é articulada ao garfo e ligada mecanicamente a um ou mais conjuntos de contatos móveis. Uma mola ajuda a manter a armadura no lugar para que, quando o relé for desenergizado, haja um entreferro no circuito magnético. Em algum tipo de relé, um dos dois conjuntos de contatos é fechado e o outro conjunto é aberto.

Alguns relés podem ter mais ou menos conjuntos de contatos, dependendo de sua finalidade de uso. Há um fio conectando a armadura ao garfo, o que garante a continuidade do circuito entre os contatos móveis na armadura. quando uma corrente elétrica passa pela bobina gera um campo magnético que ativa a armadura, e o conseqüente movimento dos contatos móveis faz ou rompe uma conexão com um contato fixo.

Se o conjunto de contatos foi fechado quando os relés são desenergizados, então o movimento abre os contatos e interrompe a conexão, e vice-versa se os contatos estiverem abertos. Quando a corrente para a bobina não é energizada, a armadura é retornada por uma força, aproximadamente metade da força magnética, para sua posição relaxada. A força geralmente é fornecida por uma mola, a gravidade também é usada em partidas de motores industriais.

Assista ao vídeo para saber mais sobre o funcionamento dos relés:

Vantagens e desvantagens de um relé

Vantagens:

Abaixo estão as vantagens de vários tipos de relés:

• Permite que um dispositivo remoto seja controlado.
• Os contatos estão mudando facilmente.
• Isole a ativação de uma parte de uma peça de atuação.
• Funciona bem em altas temperaturas.
• Pode ser ativado com baixa corrente e pode ativar grandes máquinas de grande potência.
• Um único sinal pode ser usado para controlar vários contatos ao mesmo tempo.
• Corrente contínua ou corrente alternada pode ser um interruptor.

Desvantagens:

Apesar dos bons benefícios dos relés, algumas limitações ainda ocorrem. abaixo estão as desvantagens dos relés em suas diversas aplicações:

• Contatos no sistema danificam ao longo do tempo. Muitas vezes sofre desgaste, oxidação, etc.
• O tempo de troca é alto
• Os sons de ativação e desativação de contatos podem ser perturbadores.

Conclusão

Os relés são ótimos componentes que atendem a vários propósitos em aparelhos, dependendo de um efeito de relé necessário. Neste artigo aprofundado, cobrimos a definição, funções, aplicações, consideração de seleção, tipos e funcionamento dos relés. Também vimos suas vantagens e desvantagens.

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