¿Qué es un relevador?
Un relevador es un interruptor electrónico que se activa de manera remota mediante un electroimán que acciona un conjunto de contactos para conectar o desconectar un circuito.
Los relevadores eléctricos suelen utilizarse para cambiar señales, frecuencias de radio y circuitos de alta corriente cuando se usa un circuito de corriente más baja y cargas tales como aplicaciones resistivas, inductivas, capacitivas, de motor y de lámparas. Esto es útil cuando un interruptor en línea o un circuito existente no tiene la capacidad de manejar la corriente requerida.
En TE Connectivity, fabricamos uno de los portafolios más amplios de tipos de relevadores, como: relevadores con bloqueo (biestables) y relevadores sin bloqueo (monoestables), relevadores de conexión y relevadores reed. Nuestros relevadores electromecánicos suelen utilizarse, entre muchas otras aplicaciones, para el aislamiento eléctrico, el control de la potencia en aplicaciones de manufactura y de transporte, y para cambiar niveles de corriente más pequeños en un circuito de control, como en la tecnología de automatización de edificios y paneles de control. Funcionan también como amplificadores.
Nuestros relevadores son fabricados por nuestras marcas, como gama de relevadores incluye soluciones de conmutación de nuestras marcas AGASTAT, Axicom, CII, DRI Relays (DRI), HARTMAN, KILOVAC, KISSLING, OEG, Potter and Brumfield y SCHRACK.
Relevadores electrónicos y electromagnéticos
Un relevador electromagnético se puede clasificar de acuerdo con la naturaleza de la señal intermedia entre el lado primario y el elemento de conmutación. Un campo magnético generado por la señal de entrada opera sobre los contactos mecánicos. Los ejemplos incluyen el relevador de yugo estándar y el relevador Reed. Este tipo de relevador de yugo estándar consiste en una bobina de alambre que se envuelve alrededor de un núcleo de hierro blando, armadura y uno o más conjuntos de contactos. La bobina de alambre genera un campo electromagnético cuando se aplica corriente, lo que hace que la armadura se active. La armadura es la parte móvil del relevador. Está articulada al yugo y se une mecánicamente a los contactos móviles, abre y cierra los contactos, y tiene un resorte que la devuelve a su posición original. La armadura se mantiene en su lugar mediante un resorte, por lo que cuando el relevador se desenergiza, hay un espacio de aire en el circuito magnético. Si bien todas las versiones ofrecen el mismo concepto operativo básico, los relevadores eléctricos están disponibles en una variedad de tamaños y tipos que utilizan tecnologías un poco diferentes. Los relevadores electrónicos utilizan interruptores electrónicos (por ejemplo, transistores y triodos para corriente alterna) como elemento de conmutación principal. Esto permite que el relevador controle un circuito mucho más grande. Otros tipos de relevadores electrónicos, que transmiten por otros medios, como de manera óptica, modulación de frecuencia o efectos capacitivos, incluyen optoacopladores (en el lado primario, una señal óptica se transmite por un diodo emisor de luz o LED, mientras que un fototransistor actúa como receptor y controla el elemento de conmutación), relevadores termoeléctricos (la energía de entrada en el lado primario calienta una parte bimetálica que acciona los contactos mecánicamente) y relevadores piezoeléctricos (el efecto piezoeléctrico opera los contactos de manera mecánica).
Descripción de los relevadores de señal y relevadores de potencia
Los relevadores de señal conmutan señales, datos y voz hasta una carga resistiva de aproximadamente 2 amperios. Las aplicaciones típicas incluyen sistemas de medición, interfaces de computadora y equipos de telecomunicaciones. Los tipos de relevadores de señal incluyen relevadores de yugo, relevadores Reed y relevadores de estado sólido. Los relevadores de potencia pueden conmutar hasta 600 voltios y 100 amperios. Estos relevadores ofrecen conmutación de alta corriente que puede superponerse al rango de conmutación de los contactores. Existe un esquema de control que se utiliza en los relevadores de potencia de uso general y se conoce como modulación de anchura de pulsos (PWM). El esquema PWM utiliza el control de estado sólido para operar y, por lo general, se usa para regular los requisitos de potencia de la corriente de retención de la bobina del relevador. A su vez, esto ayuda a reducir el calor que disipa la bobina del relevador. Este esquema se emplea generalmente para la eficiencia de la potencia de retención de la bobina y la reducción del calor de la bobina del relevador y la estructura general.
Relevador electromecánico vs. relevador de estado sólido
Comparación de características
FUNCIONES GENERALES
Características EMR SSR
Sensibilidad para tolerar el mal uso o la aplicación
errónea Buena Mala
Sensible a la corrosión, oxidación o contaminantes Sí No
Sensible a golpes, vibraciones o aceleraciones Sí No
Sensibilidad a la radiación Regular Mala
Versatilidad del empaque Buena Regular
Costo por polo El mejor Regular
Compatibilidad de entrada TTL y CMOS (búfer) Regular La mejor
Tiempo de operación y liberación 5-20 ms 25-10 ms
Compatibilidad de las especificaciones militares y aeroespaciales. Buena Mala
Facilidad para solucionar problemas Buena Mala
Capacidad de aislamiento de entrada a salida 4 Kv >4 Kv
Modo de falla normal (salida) Abierto Cerrado
Mecanismo normal de desgaste Contactos LED
Descripción de los relevadores sin enganche y los relevadores de enganche
Los relevadores pueden tener varios conjuntos de contactos para cambiar sobre múltiples contactos. El movimiento de la armadura opera los contactos que están normalmente abiertos o normalmente cerrados dependiendo de si el relevador está activado o abre un circuito. Cuando un contacto está abierto con el relevador en reposo, esto se llama normalmente abierto (Normally Open, NO), mientras que si el contacto se cierra con el relevador en reposo, el relevador está normalmente cerrado (Normally Closed, NC). Los relevadores NO son más comunes que los relevadores NC. Los relevadores sin enganche (monoestables) solo tienen una posición estable: OFF (Apagado) o posición no energizada. Estos permanecerán en este estado no energizado, sin recibir corriente. La mayoría de los relevadores de potencia son relevadores monoestables con un sistema de bobina neutra. Cuando la energía pasa a través del circuito de la bobina, el relevador cambia a una posición energizada. Una bobina interna genera una fuerza magnética que mantiene la posición energizada. Cuando se apaga la alimentación, el relevador vuelve a la posición no energizada. Debido a esto, los relevadores sin enganche, también conocidos como relevadores monoestables, son útiles en aplicaciones con botones pulsadores como los teclados y con un botón de entrada de microcontrolador. Si bien los relevadores sin enganche y de enganche poseen diseños y funciones similares, la principal diferencia entre estos dos principios es que el relevador de enganche permanecerá en la posición en la que se recibió energía por última vez, mientras que el relevador sin enganche vuelve a su posición normal una vez que se retira la potencia de la bobina. Los relevadores de enganche (biestables) retienen la posición conmutada después de la interrupción de la corriente energizante a través de la bobina. Para restablecer un relevador de enganche, es necesario contrarrestar la energía la bobina. Los relevadores de enganche tienen dos posiciones estables (ON y OFF [Encendido y Apagado]) y mantienen la última posición de conmutación. Para cambiar el estado, se necesita un suministro de energía. Hay dos ventajas en el uso de relevadores biestables: no se consume energía después de la conmutación y la capacidad del relevador para mantener su estado conmutado, incluso durante períodos prolongados. Además, dado que la bobina del relevador no está energizada, no generará calor, lo que significa que el relevador estará más frío y tendrá un rango de corriente más amplio. En los relevadores de enganche, el efecto de memoria de los contactos significa que los contactos no cambian de estado incluso cuando ocurre un corte de energía. Los relevadores de enganche se utilizan en muchos tipos de aplicaciones.
Los relevadores de enganche suelen utilizarse en aplicaciones de bajo consumo de energía o alta temperatura, en las que no se puede aplicar energía a la bobina durante mucho tiempo debido al consumo de energía o al autocalentamiento de la bobina. En lugar de aplicar un voltaje continuo a la bobina, se operan con pulsos de voltaje corto. Los relevadores de enganche cambian la posición de contacto cuando se aplica voltaje a la bobina y permanecen en esa posición incluso si el voltaje se desconecta. (Es común utilizar el término SET para operar un relevador con enganche). Para restablecer un relevador de enganche se debe aplicar otro pulso de voltaje. Conoce los dos diseños básicos de los relevadores de enganche en el mercado: relevadores de enganche mecánico y relevadores de enganche magnético.
¿Qué son los relevadores industriales?
Están diseñados para ofrecer confiabilidad en entornos difíciles
Nuestros relevadores están diseñados para cumplir con las expectativas de la industria, como Underwriters Laboratory (UL). Los relevadores industriales se utilizan en líneas de producción, robótica, ascensores, paneles de control, máquinas de control numérico computarizado (CNC), sistemas de control de movimiento, iluminación, sistemas de construcción, solar, HVAC y una variedad de aplicaciones críticas para la seguridad.
Los relevadores industriales se accionan de forma remota para controlar el flujo de energía eléctrica mediante la interrupción o finalización de un circuito eléctrico. Los relevadores industriales funcionan de manera similar a los relevadores estándares, excepto que están diseñados para funcionar de manera confiable en ambientes industriales difíciles. Estos relevadores se accionan de forma remota para controlar el flujo de energía eléctrica mediante la interrupción o finalización de un circuito eléctrico.
Relevadores en sistemas de control relacionados con la seguridad
No es de extrañar que los relevadores sean la primera opción de los expertos en seguridad cuando hay que utilizar circuitos sencillos para desarrollar salidas seguras, incluso para altos voltajes. Para más información, descarga nuestro artículo técnico sobre relevadores electromagnéticos en sistemas de control relacionados con la seguridad.
Otros relevadores eléctricos: relevadores ISO y relevadores delgados
Por lo general, los relevadores ISO se conocen como relevadores mini ISO o micro ISO en el área automotriz. Suelen llamarse también relevadores conectables y su disposición faston sigue la especificación ISO. Los relevadores Mini ISO también se diferencian entre el relevador mini ISO y el relevador maxi ISO, a veces llamado mini relevador de potencia. Los relevadores delgados se utilizan para paneles de conmutación y control con alrededor de 6 mm por canal. Muy compactos y ligeros, estos relevadores son útiles cuando se trata de reducir el espacio. Los relevadores delgados se utilizan en sistemas de automatización, sistemas DCS, fabricantes de máquinas, PLC y sistemas de transporte.
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. En principio, se ocupa del ciclo de desenergización del relevador y analiza: 1) La armadura y dinámica de conmutación del sistema de relevadores después de la desenergización de la bobina. 2) Cómo se producen los voltajes inducidos por la bobina. 3) Las técnicas para proteger el interruptor de estado sólido. 4) El efecto adverso de un diodo de supresión de bobina simple en la dinámica de conmutación del relevador y la vida útil del contacto. 5) La típica "adherencia" entre los contactos de acoplamiento y la capacidad reducida de desconectarse cuando se usa la supresión de diodos. 6) Cómo la adición de un diodo Zener al diodo común puede proporcionar tanto supresión de voltaje como un rendimiento de conmutación confiable. La desenergización o "caída" del relevador en los típicos relevadores tipo claqueta suele desarrollarse de la siguiente manera: a medida que se interrumpe el suministro de la bobina, el flujo magnético disminuye hasta el punto en que la fuerza de retención magnética decreciente (tratando de mantener la armadura asentada) cae por debajo de las fuerzas del resorte (tratando de desasentarla) y comienza la apertura de la armadura. A medida que continúa la apertura de la armadura, las fuerzas del resorte se reducen de acuerdo con la posición de la armadura. Sin embargo, la fuerza magnética contraria se reduce tanto con la posición de la armadura como con la disminución de la corriente de la bobina (las cuales reducen el flujo magnético de la bobina). A medida que se interrumpe la corriente eléctrica en una bobina de relevador, se puede generar un transitorio de voltaje inducido del orden de cientos o incluso miles de voltios a través de esa bobina a medida que su flujo magnético, que está unido por las vueltas de la bobina, colapsa. Este voltaje inducido, más el voltaje de alimentación de la bobina, aparece a través del conmutador de interrupción de la bobina en un circuito de conmutación en serie simple.