O que é um relé eletromagnético de uso geral?

A Relé eletromagnético de uso geral é um dispositivo de comutação eletromecânico que usa um pequeno sinal de controle, normalmente uma fonte de bobina CC ou CA de baixa tensão, para abrir ou fechar um circuito de carga separado, geralmente muito maior, por meio de ação eletromagnética em vez de contato elétrico direto. Quando a corrente flui através da bobina interna, ela gera um campo magnético que puxa uma armadura móvel contra uma mola, e essa armadura alterna mecanicamente um conjunto de contatos para completar ou interromper o circuito de carga. Este projeto confere ao relé duas propriedades que o tornam útil em quase todos os setores: isolamento elétrico entre o lado do controle e o lado da carga e a capacidade de controlar uma carga pesada com um sinal de controle muito leve. A palavra propósito geral o distingue especificamente dos relés de uso especial, uma vez que uma unidade de uso geral é construída para funcionar de forma confiável em uma ampla faixa de tensões, cargas e estilos de montagem padrão, em vez de ser projetada para uma aplicação restrita.

Como realmente funciona a ação de comutação eletromagnética

O mecanismo interno de um relé eletromagnético de uso geral segue uma sequência consistente, independentemente do fabricante ou formato. Uma bobina enrolada em torno de um núcleo magnético é energizada pela tensão de controle, que cria um campo magnético forte o suficiente para superar a tensão de uma mola de retorno que mantém a armadura em sua posição de repouso. À medida que a armadura se move, ela aciona mecanicamente o conjunto de contatos do relé, fechando contatos que estavam abertos, abrindo contatos que estavam fechados ou alternando um contato compartilhado entre duas posições dependendo da configuração do relé. Quando a bobina é desenergizada, a mola puxa a armadura de volta ao seu estado de repouso e os contatos retornam à sua posição original.

Sequência Operacional Básica

1. A tensão de controle é aplicada aos terminais da bobina
2. A bobina energizada gera um campo magnético ao redor de seu núcleo
3. O campo magnético puxa a armadura, superando a mola de retorno
4. O movimento da armadura alterna mecanicamente os contatos do lado da carga
5. A remoção da tensão de controle permite que a mola retorne os contatos ao seu estado de repouso

Principais especificações que definem um relé de uso geral

Selecionar ou especificar o relé correto se resume a um pequeno conjunto de parâmetros principais que aparecem essencialmente em todas as folhas de dados. Errar é a causa mais comum de falha prematura do relé, uma vez que exceder a classificação da bobina pode queimar a bobina, e subdimensionar a classificação do contato para a carga conectada pode causar soldagem de contato ou arco voltaico ao longo do tempo.

Referência de especificação principal

Esses parâmetros e seus métodos de teste são formalizados em padrões da indústria, como EN 61810-1 , que cobre requisitos gerais para relés elementares eletromecânicos, e SAEAS5363 , uma especificação geral para relés controladores de potência eletromecânicos, ambos referenciados nas orientações de seleção de relés eletromecânicos da GlobalSpec.

Noções básicas sobre configurações de contato

A configuração de contato descreve quantos circuitos separados um único relé pode comutar e em que padrão. Um contato normalmente aberto permanece aberto quando a bobina é desenergizada e fecha quando energizada, enquanto um contato normalmente fechado faz o inverso, e um contato de comutação combina ambos em um conjunto para que o relé possa direcionar a energia para um dos dois caminhos. Os relés multipolares estendem essa mesma lógica por vários conjuntos de contatos independentes controlados por uma única bobina, e é por isso que existem designs como DPDT, 3PDT e 4PDT para aplicações que precisam comutar vários circuitos simultaneamente a partir de um sinal de controle.

Combinando o relé com o tipo de carga

A classificação de contato indicada em uma folha de dados pressupõe uma carga resistiva, mas as cargas do mundo real nem sempre são resistivas, e esta distinção afeta significativamente como um relé deve ser dimensionado. De acordo com as orientações de seleção publicadas para compradores de relés industriais, a carga que está sendo comutada determina aproximadamente 80% da seleção correta do relé, e diferentes tipos de carga exigem diferentes abordagens de redução de potência:

• Cargas resistivas, como elementos de aquecimento e lâmpadas incandescentes, geralmente precisam de uma classificação de contato em torno de 1,25 vezes a corrente de carga máxima
• Cargas indutivas, como motores, solenóides e transformadores, devem usar materiais de contato resistentes a arco, como AgSnO2 ou AgNi, com classificação de contato 2 a 3 vezes a corrente de carga em estado estacionário para lidar com a corrente de inrush e EMF de retorno
• Cargas capacitivas, como fontes de alimentação e drivers de LED, precisam de atenção à capacidade de suportar correntes de surto para evitar soldagem por contato durante a inicialização

Onde os relés eletromagnéticos de uso geral são realmente usados

A característica definidora de um relé de uso geral é que ele aparece em quase todos os lugares onde o controle elétrico e os circuitos de carga precisam ser separados. As áreas de aplicação comuns incluem painéis de controle industrial e comutação de sinais PLC, equipamentos de automação, sistemas HVAC e controle de iluminação, eletrodomésticos e comerciais, unidades de fonte de alimentação e equipamentos de segurança e automação de escritório. A maioria dos cenários de comutação de carga baixa a média até cerca de 12A de corrente nominal ficam dentro da faixa prática de um relé de uso geral padrão antes que uma aplicação comece a exigir um dispositivo de serviço mais pesado ou de propósito especial.

Estado mecânico versus estado sólido: por que o design eletromagnético ainda domina

Os relés de uso geral são normalmente construídos como dispositivos eletromecânicos ou de estado sólido e, embora ambos carreguem cargas, eles não são intercambiáveis na aplicação. O tipo eletromecânico ou eletromagnético move fisicamente uma armadura acionada por bobina para comutar contatos, o que o torna uma solução simples, econômica e fácil de inspecionar, embora as peças móveis sejam mais propensas ao desgaste mecânico em aplicações de comutação de frequência muito alta. Os relés de estado sólido substituem a bobina e a armadura por comutação de semicondutores, o que permite um design menor, mais silencioso e muitas vezes mais durável para aplicações de alto ciclo, mas normalmente tem um custo unitário mais alto. Para a grande maioria das aplicações padrão de controle, automação e eletrodomésticos onde a frequência de comutação é moderada, o tipo eletromagnético continua sendo a escolha padrão devido à sua confiabilidade, diagnóstico simples e menor custo por unidade.

Lista de verificação de seleção para um relé eletromagnético de uso geral

1. Confirme a tensão da bobina e o tipo de alimentação, uma vez que uma bobina CA e uma bobina CC com o mesmo número de tensão não são intercambiáveis
2. Combine a classificação do contato com o seu tipo de carga real, reduzindo a capacidade para cargas indutivas ou capacitivas conforme necessário
3. Escolha a configuração do contato, SPDT, DPDT, 3PDT ou 4PDT, com base em quantos circuitos o relé precisa controlar
4. Selecione um estilo de montagem, soquete plug-in, trilho DIN ou PCB, que se adapte ao design do seu painel ou gabinete
5. Verifique fatores ambientais como temperatura, umidade e vibração em relação às condições nominais de operação do relé

Um relé eletromagnético de uso geral funciona usando um pequeno campo magnético acionado por bobina para comutar mecanicamente um circuito de carga separado, proporcionando aos engenheiros uma maneira confiável e eletricamente isolada de controlar tudo, desde equipamentos de iluminação e HVAC até automação industrial e circuitos de eletrodomésticos com um único dispositivo padronizado. Obter a tensão da bobina, a classificação do contato, a configuração do contato e a redução da carga correta é o que separa um relé que dura anos de um que falha precocemente devido à queima da bobina ou soldagem de contato. Um especificado corretamente Relé eletromagnético de uso geral oferece aos construtores de painéis de controle e projetistas de equipamentos um componente de comutação confiável e econômico que atende à grande maioria dos requisitos padrão de tensão, corrente e montagem encontrados em sistemas elétricos industriais e comerciais.