Relé de impulsos para control de iluminación: cómo funciona, tipos, marcado y conexiones
Para satisfacer las necesidades de iluminación modernas de viviendas, oficinas y empresas se utilizan complejos sistemas de electrificación. En su diseño se utiliza una serie de equipos para resolver problemas individuales, que se mejoran constantemente.
Por lo tanto, hace relativamente poco tiempo que se empezó a utilizar un relé de impulsos para controlar la iluminación desde varios lugares. Está reemplazando gradualmente los circuitos estándar con interruptores de paso.
El contenido del artículo:
¿Dónde se puede utilizar un relé de pulso?
La introducción de este dispositivo en el uso doméstico se explica por su simple conveniencia. Después de todo, le permite controlar la iluminación desde al menos dos puntos.
En un apartamento, esto podría ser un dormitorio, donde el interruptor está encendido en la entrada y el interruptor está al lado de la cama. En las oficinas hay largos pasillos, tramos de escaleras y grandes salas de conferencias.
La tarea del control de tres posiciones se puede realizar mediante paso y interruptores cruzados. Este esquema todavía se utiliza ampliamente. Pero también tiene deficiencias evidentes.
En primer lugar, se trata de un sistema bastante complejo de instalar, en el que la electricidad pasa a través del disyuntor principal, la caja de distribución, los propios interruptores y luego a las lámparas de iluminación.Al instalarlo, a menudo se producen errores. Si se necesitan más de tres lugares de control, el esquema se vuelve más complicado.
En segundo lugar, todos los cables tienen la misma sección transversal, ya que utilizan el mismo voltaje, lo que afecta los costes generales. También incluyen el precio de los interruptores de paso, varias veces superior al coste de los convencionales.
Pero la necesidad de utilizar un relé de impulsos no es sólo por motivos de comodidad. También se utiliza para señalización y protección.
Por ejemplo, en una empresa industrial para iniciar procesos de producción que requieren alta energía eléctrica, este dispositivo permite proteger al operador. Ya que funciona con corrientes de bajo voltaje o se controla completamente de forma remota.
Dispositivo y principio de funcionamiento.
En el sentido general de la palabra, un relé es un mecanismo eléctrico que cierra o rompe un circuito eléctrico en función de ciertos parámetros eléctricos u otros que lo afectan.
Su diseño sin conmutación fue inventado en 1831 por J. Henry. Y dos años después empezaron a utilizar S. Morse para asegurar el funcionamiento del telégrafo.
Se pueden distinguir dos grupos principales: electromecánicos y electrónicos. En el primer tipo de dispositivo, el trabajo lo realiza un mecanismo, y en el segundo, una placa de circuito impreso con un microcontrolador se encarga de todo. Es conveniente considerar su funcionamiento en el ejemplo de un relé electromecánico, que es un relé de impulsos.
Estructuralmente se puede representar de la siguiente manera:
- Bobina - Se trata de un alambre de cobre enrollado sobre una base de material no magnético. Se puede aislar con tela o recubrir con barniz que no deje pasar la electricidad.
- Centro, que contiene hierro y se activa mediante el paso de corriente eléctrica a través de las espiras de la bobina.
- Ancla móvil - Se trata de una placa que se fija al inducido y actúa sobre los contactos de cierre.
- Sistema de contacto – cambiar directamente el estado del circuito.
El funcionamiento de un relé se basa en el fenómeno de la fuerza electromagnética. Aparece en el núcleo ferromagnético de la bobina cuando pasa corriente a través de él. La bobina en este caso es un dispositivo retractor.
El núcleo que contiene está conectado a una armadura móvil, que activa los contactos de potencia y realiza la conmutación. Pueden ser de tipo normalmente abierto/normalmente cerrado. A veces, un bloque de contactos puede contener tipos de conexión abiertos y cerrados.
Se puede conectar una resistencia adicional a la bobina, lo que aumenta la precisión de funcionamiento, así como un diodo semiconductor, que limita la sobretensión en el devanado. Además, el diseño puede contener un condensador instalado en paralelo a los contactos para reducir las chispas.
El funcionamiento del dispositivo se puede representar más claramente dividiéndolo en varios bloques:
- ejecutando – se trata de un grupo de contactos que cierra/abre un circuito eléctrico;
- intermedio – la bobina, el núcleo y la armadura móvil activan el grupo ejecutor;
- gerente – en este relé convierte una señal eléctrica en un campo magnético.
Dado que se requiere un solo impulso eléctrico para cambiar la posición de los contactos, podemos concluir que estos dispositivos consumen voltaje solo en el momento de la conmutación. Esto ahorra significativamente energía, a diferencia de los interruptores de paso convencionales.
El segundo tipo de relé de pulso es el tipo electrónico. El microcontrolador es responsable de su funcionamiento. El bloque intermedio aquí es una bobina o un interruptor semiconductor. El uso de elementos como controladores lógicos programables en el circuito permite complementar el relé, por ejemplo, con un temporizador.
Tipos, etiquetado y beneficios
Los principales tipos de relés de impulsos son electromecánicos y electrónicos. Los electromecánicos, a su vez, se clasifican según su principio de funcionamiento.
Tipos de dispositivos de pulso
Esto significa que la conmutación de los contactos de potencia se puede realizar mediante fuerzas distintas a la fuerza del imán.
Se dividen en:
- electromagnético;
- inducción;
- magnetoeléctrico;
- electrodinámico.
Los dispositivos electromagnéticos en los sistemas de automatización se utilizan con más frecuencia que otros. Son bastante fiables gracias a un método de funcionamiento sencillo basado en la acción de fuerzas electromagnéticas en un núcleo ferromagnético, siempre que haya corriente en la bobina.
Impacto en los contactos relés electromagnéticos se lleva a cabo mediante un marco, que es atraído por el núcleo en una posición y devuelto a la segunda por un resorte.
Los de inducción tienen un principio de funcionamiento basado en el contacto de corrientes alternas con flujos magnéticos inducidos con los propios flujos. Esta interacción crea un par que mueve un disco de cobre ubicado entre dos electroimanes. Girando, cierra y abre contactos.
El funcionamiento de los dispositivos magnetoeléctricos se lleva a cabo mediante la interacción de la corriente en un marco giratorio con un campo magnético creado por un imán permanente. El cierre/rotura de contactos se controla mediante su rotación.
Estos relés son muy sensibles en relación con su tipo. Sin embargo, no se utilizan mucho debido al tiempo de respuesta de 0,1-0,2 s, que se considera largo.
Los relés electrodinámicos funcionan debido a la fuerza generada entre las bobinas de corriente fija y móvil. El método para cerrar contactos es el mismo que en un dispositivo magnetoeléctrico. La única diferencia es que la inducción en el espacio de trabajo se crea electromagnéticamente.
Los modelos electrónicos tienen un diseño casi idéntico a los electromecánicos. Tienen los mismos bloques: ejecutor, intermedio y control. La única diferencia es la última. La conmutación está controlada por un diodo semiconductor como parte de un microcontrolador en una placa de circuito impreso.
Este tipo de relé está equipado con módulos adicionales.Por ejemplo, un temporizador le permite ejecutar un programa de control de iluminación después de un período de tiempo específico. Esto es conveniente para ahorrar energía cuando no es necesario operar el equipo. Si es necesario, puedes apagar la luz presionando el botón dos veces.
Ventajas y desventajas de los principales tipos de relés.
A diferencia de los interruptores semiconductores, los interruptores electromecánicos tienen las siguientes ventajas:
- Costo relativamente bajo debido a componentes económicos.
- Debido a la baja caída de tensión, se genera una pequeña cantidad de calor en los contactos conmutados.
- La presencia de un potente aislamiento de 5 kV entre la bobina y el grupo de contactos.
- No está sujeto a los efectos nocivos de impulsos de sobretensión, interferencias de rayos o procesos de conmutación de instalaciones eléctricas potentes.
- Control de líneas con carga de hasta 0,4 kV con un pequeño volumen de dispositivo.
Cuando se cierra un circuito con una corriente de 10 A en un relé de pequeño volumen, se distribuyen menos de 0,5 W por la bobina. Mientras que en los análogos electrónicos esta cifra puede ser superior a 15 W. Gracias a esto, no hay problema de enfriamiento y daño a la atmósfera.
Sus desventajas incluyen:
- Desgaste y problemas al conmutar cargas inductivas y altas tensiones con corriente continua.
- El encendido y apagado del circuito va acompañado de la generación de interferencias de radio. Esto requiere instalar blindaje o aumentar la distancia al equipo sujeto a interferencias.
- Tiempo de respuesta relativamente largo.
Otra desventaja es la presencia de un desgaste mecánico y eléctrico continuo durante la conmutación. Estos incluyen la oxidación de los contactos y su daño por descargas de chispas, deformación de los bloques de resorte.
A diferencia de los relés electromecánicos, los relés electrónicos controlan la unidad intermedia mediante un microcontrolador.
Las ventajas y desventajas de la electrónica se pueden analizar utilizando el ejemplo de los dispositivos de la empresa F&F en relación con la marca ABB, que produce mecánica.
Las ventajas del primer tipo de interruptores incluyen:
- mayor seguridad;
- alta velocidad de conmutación;
- disponibilidad en el mercado;
- alertas indicadoras sobre el modo de funcionamiento;
- funcionalidad avanzada;
- funcionamiento silencioso.
Además, la ventaja indiscutible radica en varias opciones de instalación: es posible instalar no solo en el riel DIN del panel, sino también en caja de enchufe.
Desventajas de la electrónica F&F frente a la mecánica ABB:
- interrupción del trabajo debido a cortes de energía;
- sobrecalentamiento al cambiar corrientes altas;
- Los "fallos" son posibles sin motivo aparente;
- apagar el dispositivo durante un corte de energía de corta duración;
- alta resistencia en posición cerrada;
- algunos relés sólo funcionan con corriente continua;
- El circuito semiconductor no permite que la corriente regrese inmediatamente a su dirección normal.
A pesar de estas deficiencias, los interruptores electrónicos están en constante evolución y, debido al mayor potencial de funcionalidad en comparación con los electromecánicos, se espera su uso predominante.
Principales parámetros caracterizantes.
Según el propósito y el área de aplicación, los relés se pueden clasificar según varios criterios:
- factor de retorno – la relación entre el valor de la corriente de salida del inducido y la corriente de retracción;
- corriente de salida – su valor máximo en las abrazaderas de la bobina cuando sale la armadura;
- corriente de entrada – su indicador de mínimo en las abrazaderas de la bobina cuando la armadura vuelve a su posición original;
- punto fijo – el nivel del valor de respuesta dentro de los límites especificados establecidos en el relé;
- valor de actuación – el valor de la señal de entrada a la que el dispositivo responde automáticamente;
- valores nominalesi – voltaje, corriente y otras cantidades subyacentes al funcionamiento del relé.
Los dispositivos electromagnéticos también se pueden dividir por tiempo de respuesta. El retardo más largo para un relé temporizador es superior a 1 segundo, pudiendo configurar este parámetro. Luego están los lentos: 0,15 segundos, los normales: 0,05 segundos y los rápidos: 0,05 segundos. Y los más rápidos y sin inercia tardan menos de 0,001 segundos.
Decodificar el etiquetado de productos
El código de marcado del contactor se puede encontrar a menudo en los catálogos de las tiendas y en el propio dispositivo. Proporciona una descripción completa de las características de diseño, el propósito y las condiciones de su uso.
La composición de la designación se puede ver en el relé intermedio electromagnético REP-26. Se utiliza en circuitos AC hasta 380 V y DC hasta 220 V.
La designación del producto en la tienda puede verse así: REP 26-004A526042-40UHL4.
REP 26 – ХХХ Х Х ХХ ХХ Х – 40ХХХ4. Este tipo de notación se puede analizar de la siguiente manera:
- 26 – número de serie;
- XXX – tipo de contactos y su número;
- X – clase de resistencia al desgaste de conmutación;
- X – tipo de bobina de conmutación, tipo de retorno del relé y tipo de corriente;
- XX – diseño según el método de instalación y conexión de los conductores;
- ХХ – valor de corriente o voltaje de la bobina;
- X – elementos estructurales adicionales;
- 40 – nivel de protección según el estándar IP o GOST 14254;
- ХХХ4 – zona climática de aplicación de acuerdo con GOST 15150.
El diseño climático puede ser: UHL - para climas fríos y templados u O - para diseño de clima tropical o general.
Según tablas de designación especiales, el dispositivo en cuestión es relé intermedio electromagnético, con cuatro contactos de conmutación, clase de resistencia de conmutación A, mediante corriente continua. Dispone de soporte para enchufe con láminas para soldar conductores externos, bobina de 24 V y manipulador manual.
Varios tipos de diagramas de conexión.
Existen varias opciones de instalación, cada una de las cuales tiene sus propias características, ventajas y desventajas.
La designación de los contactos del relé RIO-1 tiene el siguiente significado:
- N – cable neutro;
- Y1 – habilitar entrada;
- Y2 – entrada de apagado;
- Y – entrada de encendido/apagado;
- 11-14 – contactos de conmutación del tipo normalmente abierto.
Estas designaciones se utilizan en la mayoría de los modelos de relés, pero antes de conectarse al circuito, debe familiarizarse con ellas en la hoja de datos del producto.
En este circuito, los contactos del relé de potencia utilizan una corriente de 16 A. Protección de los circuitos de control y sistemas de iluminación realizado por un disyuntor de 10 A.Por tanto, los cables tienen un diámetro de al menos 1,5 mm.2.
La conexión de los pulsadores se realiza en paralelo. El cable rojo es la fase, pasa por los tres pulsadores hasta el contacto de alimentación 11. El cable naranja es la fase de conmutación, llega a la entrada Y. Luego sale del terminal 14 y va a las bombillas. El cable neutro del bus está conectado al terminal N y a las lámparas.
Si la luz se encendió inicialmente, cuando presione cualquier interruptor, la luz se apagará; se producirá una conmutación breve del cable de fase al terminal Y y se abrirán los contactos 11-14. Lo mismo sucederá la próxima vez que presione cualquier otro interruptor. Pero los pines 11-14 cambiarán de posición y la luz se encenderá.
La ventaja del circuito anterior sobre los interruptores de paso y de cruce es obvia. Sin embargo, en caso de cortocircuito, detectar el daño causará algunas dificultades, a diferencia de la siguiente opción.
Esta es una opción de conexión menos común. Es igual que el anterior, pero los circuitos de control e iluminación cuentan con sus propios disyuntores de 6 y 10 A, respectivamente. Esto facilita la identificación de fallas.
Si es necesario controlar varios grupos de iluminación con un relé separado, entonces el circuito se modifica ligeramente.
Otra opción para utilizar relés de impulso es un sistema controlado centralmente.
Se agregan dos interruptores a este circuito para abrir y cerrar el circuito. El primer botón solo puede encender el grupo de iluminación. En este caso, la fase del interruptor “ON” llegará a los terminales Y1 de cada relé y los contactos 11-14 se cerrarán.
El interruptor de disparo funciona de manera similar al primer interruptor. Pero la conmutación se realiza en los terminales Y2 de cada interruptor y sus contactos ocupan la posición de corte.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
El material de video habla sobre el dispositivo, funcionamiento, aplicación e historia de la creación de este tipo de dispositivo:
La siguiente historia describe en detalle el principio de funcionamiento de los relés electrónicos o de estado sólido:
El uso de relés de impulsos se utiliza cada vez más en los sistemas de electrificación modernos. Las crecientes demandas de funcionalidad y flexibilidad en el control de la iluminación, el ahorro de materiales y la seguridad crean un impulso continuo para la mejora de los contactores.
Son de tamaño reducido, de diseño simplificado, lo que aumenta la fiabilidad. Y el uso de tecnologías fundamentalmente nuevas en el corazón del trabajo permite su uso en duras condiciones de industrias polvorientas, vibraciones, campos magnéticos y humedad.
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