Notas de aplicación sobre las tecnologías de relevadores

Esta nota de aplicación se escribió en respuesta a los numerosos problemas de aplicación que se generan por la supresión incorrecta de la bobina de relevador. El síntoma típico es la soldadura aleatoria de "adherencia" de los contactos normalmente abiertos al conmutar una carga inductiva o una carga de lámpara con alta corriente de entrada.

Las aplicaciones automotrices se pueden clasificar en cargas resistivas, cargas capacitivas y cargas inductivas. La curva de la corriente de las cargas resistivas se especifica mediante el voltaje de carga y la resistencia de carga. Las cargas capacitivas tienen una alta corriente de entrada y una baja corriente estacionaria. Por lo tanto, las lámparas se cuentan a las cargas capacitivas, porque el filamento frío tiene una resistencia significativamente menor que el filamento caliente. Las cargas inductivas se caracterizan por un aumento exponencial de la corriente y un notable arco de apagado, inducido por la desmagnetización del circuito magnético de la carga. Los relevadores de fuente de alimentación (relevadores de abrazadera) pueden cambiar o alimentar una mezcla de diferentes cargas.

Es posible que un relevador de estado sólido de cruce cero sea el peor método para encender un transformador o una carga altamente inductiva. Se ha demostrado que el encendido de cruce cero de estas cargas puede provocar una sobrecorriente de entre 10 y 40 veces la corriente de estado estacionario, mientras que el encendido en el pico de voltaje provoca una sobrecorriente escasa o nula.

Esta nota de aplicación trata sobre los problemas relacionados con los métodos que se utilizan para desenergizar las bobinas de relevador electromagnético, en especial, cuando se utiliza un interruptor de estado sólido, y sobre cómo afectan la vida útil del relevador.

Las bobinas de relevador y del contactor suelen enrollarse con alambre de cobre. El alambre de cobre tiene un coeficiente de temperatura positivo como se muestra en las fórmulas y la tabla a continuación. La mayoría de las bobinas también se alimentan de un voltaje relativamente fijo. Por lo tanto, si suponemos que el voltaje permanece constante, el aumento de la temperatura dará como resultado una mayor resistencia de la bobina y una disminución de la corriente de la bobina.

Las lámparas incandescentes, las cargas inductivas como motores y solenoides, las cargas capacitivas como los balastos electrónicos y las fuentes de alimentación de conmutación, entre otras, pueden exhibir corrientes de sobretensión iniciales muy altas al energizarse. Esto puede ser hasta 10 veces la corriente de estado estacionario o más y es muy problemático si el cierre de contacto ocurre de manera aleatoria cerca del pico de la onda sinusoidal de voltaje. A menudo, el resultado es la soldadura de los contactos debido a una corriente de sobretensión tan excesiva. Los relevadores para tales aplicaciones, por lo general, deben ser de gran tamaño o contar con un diseño especial para manejar la alta corriente de entrada en relación con la corriente de estado estacionario relativamente moderada. Esto suele generar un costo de control adicional y un mayor uso del espacio.

¿Qué es exactamente un arco eléctrico? ¿Cómo se enciende y qué hace que se extinga? ¿Cómo afecta un arco a la vida útil de los contactos de relevador? Estas son algunas de las preguntas que analizaremos aquí. Esperamos ayudarlo a comprender mejor cómo obtener la mayor vida útil posible de contactos de relevador como estos.

Por lo general, se recomienda reducir el consumo total de energía de control y el calor. Una forma de hacer esto, es reducir el consumo de energía de la bobina de relevador. A continuación se presentan dos métodos utilizados para conseguirlo en los relevadores de bobina de CC. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la reducción de la potencia de la bobina por cualquier método reduce la capacidad del relevador para mantener la armadura del relevador asentada, lo que reduce la tolerancia a golpes y vibraciones del relevador.

Los usuarios de relevadores a menudo desean conocer la inductancia de la bobina de relevador que utilizan, de esta manera, pueden determinar la energía liberada por la bobina al desenergizarse.

El manejo y montaje incorrectos de los relevadores de la placa de circuito impreso pueden alterar las características del funcionamiento del relevador y provocar una falla prematura del relevador. Además, el ancho del conductor recomendado y los procedimientos de limpieza de la placa de circuito impreso desempeñan un papel importante para garantizar que el ensamblaje ofrezca un servicio largo y confiable.

Una bobina de relevador es un alambre de cobre enrollado muchas veces alrededor de una bobina en la que se encuentra un núcleo de hierro. Cuando se imprime un voltaje de magnitud suficiente a través de la bobina, la bobina y el núcleo desarrollan magnetismo que atrae la armadura. La armadura, a su vez, controla el movimiento de los contactos. Dependiendo de la longitud total del alambre y el área de sección transversal de la unidad, la bobina presenta cierta cantidad de resistencia al flujo de corriente eléctrica.

En esta Nota de aplicación, las referencias a relevadores, por lo general, también se aplican a los contactores. Del mismo modo, se hacen pocas menciones específicas con respecto a la aplicación de relevadoresde tipo telecomunicaciones. En general, la necesidad de un accionamiento de bobina adecuado se aplica igualmente a los contactores y relevadores de telecomunicaciones, excepto que el aumento de la temperatura interna y de la bobina debido a la carga de contacto rara vez es un problema en las aplicaciones de telecomunicaciones.

Los contactos de relevador están disponibles en una variedad de metales y aleaciones, tamaños y estilos. No existe un contacto universal. El usuario del relevador debe seleccionar materiales de contacto, clasificaciones y estilos para cumplir, con la mayor precisión posible, con los requisitos de una aplicación en particular. Si no lo hace, puede haber problemas con el contacto e incluso fallas de contacto tempranas.

Los relevadores y la temperatura están interrelacionados. Cuando un relevador está expuesto a varias temperaturas, sus características de funcionamiento cambian en función de la temperatura. Los cambios más notables se producen en el voltaje de recogida (VPI) y la resistencia de la bobina (RC). El bobinado de un relevador se produce con alambre de cobre y, por lo tanto, la resistencia de la bobina varía con el coeficiente de temperatura del cobre.

A menos que TE Engineering indique lo contrario de manera específica, todos los relevadores sellados (que tienen un medio de ventilación proporcionado por el fabricante) deben ventilarse después del ensamblaje y la limpieza de la PCB, pero antes de su uso eléctrico, para que se sigan aplicando las clasificaciones publicadas.