¿Qué es un relé electromagnético de uso general?

A Relé electromagnético de uso general es un dispositivo de conmutación electromecánico que utiliza una pequeña señal de control, generalmente un suministro de bobina de CC o CA de bajo voltaje, para abrir o cerrar un circuito de carga separado, a menudo mucho más grande, mediante acción electromagnética en lugar de contacto eléctrico directo. Cuando la corriente fluye a través de la bobina interna, genera un campo magnético que tira de una armadura móvil contra un resorte, y esa armadura alterna mecánicamente un conjunto de contactos para completar o interrumpir el circuito de carga. Este diseño le da al relé dos propiedades que lo hacen útil en casi todas las industrias: aislamiento eléctrico entre el lado de control y el lado de carga, y la capacidad de controlar una carga pesada con una señal de control muy ligera. La palabra propósito general los distingue específicamente de los relés de propósito especial, ya que una unidad de propósito general está diseñada para funcionar de manera confiable en una amplia gama de voltajes, cargas y estilos de montaje estándar, en lugar de estar diseñada para una aplicación limitada.

Cómo funciona realmente la acción de conmutación electromagnética

El mecanismo interno de un relé electromagnético de uso general sigue una secuencia consistente independientemente del fabricante o factor de forma. Una bobina enrollada alrededor de un núcleo magnético es energizada por el voltaje de control, lo que crea un campo magnético lo suficientemente fuerte como para superar la tensión de un resorte de retorno que mantiene la armadura en su posición de reposo. A medida que la armadura se mueve, acciona mecánicamente el conjunto de contactos del relé, ya sea cerrando contactos que estaban abiertos, abriendo contactos que estaban cerrados o cambiando un contacto compartido entre dos posiciones dependiendo de la configuración del relé. Cuando la bobina se desactiva, el resorte devuelve la armadura a su estado de reposo y los contactos vuelven a su posición original.

Secuencia operativa básica

1. Se aplica voltaje de control a los terminales de la bobina.
2. La bobina energizada genera un campo magnético alrededor de su núcleo.
3. El campo magnético tira de la armadura, superando el resorte de retorno.
4. El movimiento del inducido cambia mecánicamente los contactos del lado de carga.
5. La eliminación del voltaje de control permite que el resorte devuelva los contactos a su estado de reposo.

Especificaciones clave que definen un relé de uso general

Seleccionar o especificar el relé correcto se reduce a un pequeño conjunto de parámetros básicos que aparecen prácticamente en todas las hojas de datos. Equivocarse es la causa más común de falla prematura del relé, ya que exceder la clasificación de la bobina puede quemarla, y subdimensionar la clasificación de los contactos para la carga conectada puede causar soldadura de contacto o formación de arcos con el tiempo.

Referencia de especificación principal

Estos parámetros y sus métodos de prueba están formalizados en estándares de la industria como BS EN 61810-1 , que cubre los requisitos generales para relés elementales electromecánicos, y SAE AS5363 , una especificación general para relés de controladores de potencia electromecánicos, a los que se hace referencia en la guía de selección de relés electromecánicos de GlobalSpec.

Comprensión de las configuraciones de contacto

La configuración de contacto describe cuántos circuitos separados puede conmutar un solo relé y en qué patrón. Un contacto normalmente abierto permanece abierto cuando la bobina está desenergizada y se cierra cuando está energizada, mientras que un contacto normalmente cerrado hace lo contrario, y un contacto inversor combina ambos en un solo conjunto para que el relé pueda dirigir la energía a una de dos rutas. Los relés multipolares extienden esta misma lógica a través de varios conjuntos de contactos independientes controlados por una sola bobina, razón por la cual existen diseños como DPDT, 3PDT y 4PDT para aplicaciones que necesitan conmutar múltiples circuitos simultáneamente desde una señal de control.

Hacer coincidir el relé con el tipo de carga

La clasificación de contacto indicada en una hoja de datos supone una carga resistiva, pero las cargas del mundo real no siempre son resistivas, y esta distinción afecta significativamente cómo se debe dimensionar un relé. Según la guía de selección publicada para compradores de relés industriales, la carga que se conmuta determina aproximadamente el 80 por ciento de la selección correcta del relé, y los diferentes tipos de carga requieren diferentes enfoques de reducción de potencia:

• Las cargas resistivas, como elementos calefactores y lámparas incandescentes, generalmente necesitan una clasificación de contacto de aproximadamente 1,25 veces la corriente de carga máxima
• Las cargas inductivas como motores, solenoides y transformadores deben utilizar materiales de contacto resistentes al arco como AgSnO2 o AgNi, con una clasificación de contacto 2 a 3 veces la corriente de carga de estado estable para manejar la corriente de irrupción y la EMF inversa
• Las cargas capacitivas, como fuentes de alimentación y controladores LED, deben prestar atención a la capacidad de soportar sobrecorrientes para evitar la soldadura de contactos durante el arranque.

Dónde se utilizan realmente los relés electromagnéticos de uso general

La característica definitoria de un relé de uso general es que aparece en casi todos los lugares donde es necesario separar los circuitos de carga y control eléctrico. Las áreas de aplicación comunes incluyen paneles de control industrial y conmutación de señales PLC, equipos de automatización, sistemas HVAC y control de iluminación, electrodomésticos y comerciales, unidades de suministro de energía y equipos de seguridad y automatización de oficinas. La mayoría de los escenarios de conmutación de carga baja a media, de hasta aproximadamente 12 A de corriente nominal, se encuentran dentro del rango práctico de un relé de uso general estándar antes de que una aplicación comience a requerir un dispositivo de uso más pesado o de propósito especial.

Mecánico versus estado sólido: por qué el diseño electromagnético aún domina

Los relés de uso general generalmente se construyen como dispositivos electromecánicos o de estado sólido y, aunque ambos conmutan cargas, no son intercambiables en su aplicación. El tipo electromecánico o electromagnético mueve físicamente una armadura accionada por bobina para conmutar contactos, lo que la convierte en una solución sencilla, rentable y fácil de inspeccionar, aunque las piezas móviles son más propensas al desgaste mecánico en aplicaciones de conmutación de muy alta frecuencia. Los relés de estado sólido reemplazan la bobina y la armadura con conmutación de semiconductores, lo que permite un diseño más pequeño, más silencioso y, a menudo, más duradero para aplicaciones de ciclo alto, pero generalmente tiene un costo unitario más alto. Para la gran mayoría de aplicaciones estándar de control, automatización y electrodomésticos donde la frecuencia de conmutación es moderada, el tipo electromagnético sigue siendo la opción predeterminada debido a su confiabilidad, diagnóstico sencillo y menor costo por unidad.

Lista de verificación de selección para un relé electromagnético de uso general

1. Confirme el voltaje de la bobina y el tipo de suministro, ya que una bobina de CA y una bobina de CC con el mismo número de voltaje no son intercambiables.
2. Haga coincidir la clasificación del contacto con su tipo de carga real, reduciendo la clasificación para cargas inductivas o capacitivas según sea necesario
3. Elija la configuración de contacto, SPDT, DPDT, 3PDT o 4PDT, según cuántos circuitos necesita controlar el relé
4. Seleccione un estilo de montaje, enchufe, riel DIN o PCB, que se ajuste al diseño de su panel o gabinete.
5. Verifique los factores ambientales como la temperatura, la humedad y la vibración con las condiciones operativas nominales del relé.

Un relé electromagnético de uso general funciona mediante el uso de un pequeño campo magnético impulsado por bobina para cambiar mecánicamente un circuito de carga separado, brindando a los ingenieros una forma confiable y eléctricamente aislada de controlar todo, desde iluminación y equipos HVAC hasta automatización industrial y circuitos de electrodomésticos con un solo dispositivo estandarizado. Obtener correctamente el voltaje de la bobina, la clasificación de los contactos, la configuración de los contactos y la reducción de la carga es lo que separa a un relé que dura años de uno que falla tempranamente debido a la quema de la bobina o la soldadura de los contactos. Un bien especificado Relé electromagnético de uso general ofrece a los fabricantes de paneles de control y diseñadores de equipos un componente de conmutación confiable y rentable que se adapta a la gran mayoría de los requisitos estándar de voltaje, corriente y montaje que se encuentran en los sistemas eléctricos industriales y comerciales.