COMPORTAMIENTO DE LOS RELEVADORES ELECTROMECÁNICOS PARA APLICACIONES DE CRUCE EN CERO
With a long history as a leading innovator in the field of electro-mechanical relays, TE Connectivity has a reputation for world-class product, application, and testing support. As the specifier of these small but intricate devices, you already know how susceptible relays can be to the various circuit and environmental conditions.
In addition to TE’s expert support in 3 regions of the world, we have accumulated a library of application notes to help understand, and design in, electro-mechanical relays. Those documents can be found on our Application Notes page. This paper is the latest in that collection.
When you are using zero-cross relay control, you learn that one relay characteristic is most important for your design; operate time. To properly anticipate the closing of the relay contacts in sync with the supply voltage you have to know how the relay responds to ambient temperature and coil voltage. For a deeper dive into the effects of temperature on relay operation in general, refer to TE’s application notes, “Temperature Considerations for DC Relays” and “Coil Voltage and Temperature Compensation.”
Operate time is defined as the time interval that elapses from energizing the relay coil in the rest state to the moment when the last output circuit (pole) is closed or opened(bounce time not included). This paper is based on testing done to demonstrate the effects of ambient temperature and coil voltage on relay operate time.
Condiciones de prueba y explicación de la información o los datos:
Toda la información o los datos se basan en un tamaño de muestra pequeño (12 relevadores), del mismo lote de producción, medido durante varios ciclos. No se tomaron medidas especiales para evitar variaciones debido a la fabricación y la variación de componentes. Las muestras de prueba eran nuevas y no se sometieron a ciclos de resistencia.
Los datos que se muestran solo deben considerarse como una foto instantánea de estas muestras específicas y no como una garantía de rendimiento para alguna otra población de los mismos números de pieza. La ficha técnica de TE es nuestra garantía.
Las pruebas se realizan en el entorno del laboratorio en una posición de montaje (pines hacia abajo) y es posible que no se pueda predecir con precisión todas las condiciones de aplicación.
No se realizó la evaluación del rebote de contacto durante la medición del tiempo de funcionamiento. Los valores de tiempo de funcionamiento se miden sin el rebote. Los datos de rebote se recopilaron a partir de un grupo separado de muestras. No se incluye ninguna variación debida al equipo de medición.
El voltaje de la bobina se aplicó con una fuente de alimentación de voltaje de CC estándar. No se recopilaron datos mediante un método de accionamiento de bobina alternativo.
Hasta la fecha, solo se investigó y se realizó la prueba de un modelo de relevador. Es posible que no represente comportamientos similares para otros diseños de relevadores.
Las pruebas se realizaron a un ciclo de trabajo del 4 % para eliminar cualquier impacto térmico debido al calentamiento de la bobina. No se evalúa ningún impacto térmico con actividad (ON) continua, en especial, a la tensión más alta en la bobina. El funcionamiento continuo de la bobina a un voltaje más alto a temperatura ambiente elevada impactará en el rendimiento del relevador. La temperatura de la bobina con un ciclo de trabajo del 4 % (240 mS) se puede considerar cercana a la temperatura ambiente durante la prueba.
En esta información o datos no se utilizaron los diferentes voltajes y temperaturas de la bobina en la prueba de vida útil, por lo que cualquier problema relacionado con la vida útil del contacto no se aborda aquí.
TE continúa con la investigación y el estudio de las aplicaciones de cruce en cero y el impacto del tiempo de funcionamiento en dichas aplicaciones.
Descripción general de la prueba
Los datos se obtuvieron en grupos de la siguiente manera:
Tiempo de funcionamiento: 8A, 250 V de CA, se colocaron
12 relevadores normalmente abiertos al mismo tiempo en el horno hasta que se alcanzó el equilibrio térmico. Cada relevador se sometió a un ciclo alrededor de 1000 veces, y se obtuvieron datos en cada ciclo (tiempo del ciclo: 0.24 segundos con actividad/5.76 segundos sin actividad). Los datos se obtuvieron en 3 voltajes de bobina (85 %, 100 %, 120 %). Luego, este proceso se repitió a cada temperatura ambiente (0 °C, 25 °C, 50 °C, 75 °C, 100 °C).
Monoestable (3-1393240-3 RT33L012)
Biestable (2-1393240-7 RT33LA12) (también conocido como tiempo "establecido")
Tiempo de rebote: 100 ma, 10 V de CC, se colocaron
10 relevadores normalmente abiertos al mismo tiempo en el horno hasta que se alcanzó el equilibrio térmico. Cada relevador se sometió a un ciclo alrededor de 3 veces, y se obtuvieron datos en cada ciclo. Los datos se obtuvieron en 2 voltajes de bobina (100 %, 120 %). Luego, este proceso se repitió a cada temperatura ambiente (25 °C, 55 °C, 85 °C).
Monoestable (3-1393240-3 RT33L012)
Biestable (2-1393240-7 RT33LA12) ("conjunto")
Datos de tiempo de funcionamiento monoestables
- En cada gráfico para el relevador monoestable, el tiempo medio de funcionamiento de cada relevador aumenta con la temperatura.
- A medida que aumentaba el voltaje de la bobina, los tiempos de funcionamiento promedio eran más bajos en general.
- A medida que aumentaba el voltaje de la bobina, la variación (rango) sobre el grupo disminuía, así como la variación (rango) de cada relevador individual.
- Los tiempos de funcionamiento fueron más constantes con un voltaje de bobina más alto.
- Los tiempos de funcionamiento se vieron menos afectados en el rango de temperatura a un voltaje de bobina más alto.
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Datos de tiempo de rebote monoestable
- Los datos del tiempo de rebote provienen de un grupo de 30 puntos de datos: 10 relevadores monoestables, 3 lecturas por relevador. No se muestran los datos de los relevadores individuales.
- Dentro del grupo de datos totales (todos los relevadores), los tiempos de rebote varían entre todos los relevadores alrededor de 2 ms, más allá de la temperatura o el voltaje de la bobina.
- Los tiempos de rebote promedio son un poco más altos al 120 % de voltaje de la bobina en comparación con el 100 % del voltaje de la bobina.
- Los tiempos de rebote promedio no parecen cambiar de manera significativa con la temperatura.
- En comparación con los tiempos de rebote biestables, los tiempos de rebote monoestables máximos y promedio son notablemente más altos a todas las temperaturas y voltajes de la bobina.
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Datos de tiempo de funcionamiento biestable
- Similar a los datos del relevador monoestable:
- A medida que se aumentó el voltaje de la bobina, los tiempos de operación promedio fueron más bajos en general.
- A medida que aumentaba el voltaje de la bobina, la variación (rango) sobre el grupo disminuía, así como la variación (rango) de cada relevador individual.
- Los tiempos de funcionamiento fueron más constantes con un voltaje de bobina más alto.
- Los tiempos de funcionamiento se vieron menos afectados en el rango de temperatura a un voltaje de bobina más alto.
- A temperaturas más bajas, los tiempos de funcionamiento biestable son ligeramente más bajos en comparación con el monoestable.
- En general, los tiempos de funcionamiento de los relevadores biestables variaron (rango) ligeramente menos de un relevador a otro en todo el rango de temperatura.
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Datos del tiempo de rebote biestable
- Los datos del tiempo de rebote provienen de un grupo de 10 relevadores biestables, 3 lecturas por relevador: total de 30 punto de datos.
- El tiempo mínimo de rebote para el grupo no cambia de manera significativa con los cambios en la temperatura o el voltaje de la bobina.
- En comparación con los tiempos de rebote monoestables, los tiempos de rebote monoestables máximos y promedio para el relevador biestable son notablemente menores a todas las temperaturas y voltajes de la bobina.
RELEVADORES SCHRACK
Conclusión
Con respecto a los relevadores que se probaron para este informe:
Es probable que el aumento de la temperatura ambiente de funcionamiento aumente el tiempo de funcionamiento del relevador para cualquier relevador, así como aumenta la variación en el tiempo de funcionamiento de cada relevador.
El aumento del voltaje de la bobina tiene el efecto de disminuir el tiempo de funcionamiento de cualquier relevador, así como la disminución de la variación en el tiempo de funcionamiento. También reduce la influencia de los cambios en la temperatura ambiente.
A temperaturas ambiente elevadas, es probable que el grupo de relevadores biestables tenga tiempos de funcionamiento similares a los monoestables.
Un relevador biestable individual tiende a tener un tiempo de funcionamiento más constante en comparación con su contraparte monoestable (en todas las temperaturas).
Los tiempos de rebote de contacto en una población de relevadores monoestables pueden variar más de 2 ms con poca influencia del voltaje de la bobina. En comparación, un grupo de relevadores biestables podría estar más cerca de un rango de 1 ms.
El aumento del voltaje de la bobina no reduce necesariamente el tiempo de rebote de contacto.
Los tiempos de rebote promedio no parecen cambiar de manera significativa con la temperatura.
Los tiempos de rebote de los relevadores monoestables son notablemente más altos a todas las temperaturas y voltajes de la bobina, en comparación a los biestables.
