Um relé é um interruptor eletrônico ativado remotamente por um eletroímã que movimenta um conjunto de contatos para abrir ou fechar um circuito. Relés elétricos são muito usados para comutação de sinais, radiofrequências, circuitos de alta corrente que usam um circuito de corrente mais baixa e cargas, por exemplo, em motores, lâmpadas e aplicações indutivas e capacitivas. Isso é útil quando uma chave em linha ou um circuito existente não tem a capacidade para processar a corrente necessária.
Funções dos relés
- Separação galvânica do circuito primário ou de acionamento e circuitos de carga
- Capacidade de entrada única/saída múltipla
- Separação de diferentes circuitos de carga para relés com vários polos
- Separação dos circuitos CA e CC
- Interface entre os circuitos eletrônico e de força
- Várias operações de comutação – retardo de tempo, condição do sinal, entre outras
- Serve como amplificador
A TE fabrica a mais ampla variedade de tipos de relé, incluindo relés automotivos de alta tensão, relés automotivos de alta corrente, relés de engate (biestável) e sem engate (monoestável), relés de encaixe, relés de força, relés de alta frequência, relés de palheta, relés de temporizador, relés de sinal, relés de segurança, relés universais e relés de estado sólido, também conhecidos como SSRs (na sigla em inglês).
Nossos relés eletromecânicos são normalmente usados, entre muitas outras aplicações, para isolamento elétrico, controle de energia em aplicações de fabricação e transporte, e para a comutação de valores de corrente menores em um circuito de controle, como em tecnologias de automação predial e painéis de controle.
Nosso portfólio inclui tipos de relés para soluções de comutação de nossas marcas, como AGASTAT, Axicom, CII, DRI Relays (DRI), HARTMAN, KILOVAC, KISSLING, OEG, Potter and Brumfield e SCHRACK.
Como funcionam os relés
Os relés têm os mesmos subsistemas e princípios de operação, sejam eles eletromecânicos, eletrônicos ou projetados para a comutação de sinais ou cargas de alta potência. Os relés convertem um sinal de entrada elétrico no lado primário em um sinal físico não elétrico e intermediário. Esses dispositivos também reconvertem o sinal físico não elétrico para operar um elemento de comutação (lado secundário), como contatos que comutam e conduzem corrente elétrica (por exemplo, saída, corrente de carga). Os relés usam o sinal não elétrico entre os lados primário e secundário para proporcionar a separação galvânica necessária entre os circuitos de entrada e saída. Os relés possibilitam uma saída única que pode ativar diversos circuitos e funções que ajudam a aumentar a economia de custos, já que chaves com capacidade para alta corrente custam mais do que as versões de baixa corrente. Além disso, os relés podem realizar funções lógicas em determinadas entradas, como o engate ou não de uma saída em uma entrada momentânea. Quando uma chave não pode processar alta corrente ou é operada por um circuito eletrônico, o relé pode ser operado por circuitos de chaves. A formação de arco elétrico, combinada com os saltos do contato, é um dos parâmetros que limita a corrente de inrush. É preciso ter cuidado durante a fase de projeto e teste de uma aplicação para que a corrente de inrush de pico não exceda a especificação do relé. Lembre-se de que é necessário um relé de alto inrush para processar correntes de inrush que podem ser extremamente altas.
Entenda melhor os relés de sinal e força
Relés de sinal comutam sinais, dados e voz até uma carga resistiva de aproximadamente 2 ampères. Normalmente, são usados em sistemas de medição, interfaces de computador e equipamentos de telecomunicações. Existem alguns tipos de relés de sinal, como carcaça, palheta e de estado sólido. Os relés de força podem comutar até 600 volts e 100 ampères. Esses relés oferecem comutação de alta corrente que pode sobrepor a faixa de comutação de contatores. Existe um esquema de controle usado em relés de força para uso geral, conhecido como modulação por largura de pulso (PWM, na sigla em inglês). O esquema PWM usa o controle de estado sólido para operar e é normalmente usado para regular os requisitos de força da corrente de manutenção da bobina do relé. Por sua vez, isso ajuda a reduzir o calor dissipado pela bobina do relé. Geralmente, esse esquema é empregado para aumentar a eficiência de manutenção da bobina e reduzir o calor da bobina e da estrutura geral do relé.
Relés eletromagnéticos e relés eletrônicos
Um relé eletromagnético pode ser classificado de acordo com a natureza do sinal intermediário entre o lado primário e o elemento de comutação. Um campo magnético gerado pelo sinal de entrada opera nos contatos mecânicos. Exemplos incluem o relé padrão tipo carcaça e o relé de palheta. Esse tipo padrão de relé com carcaça é composto por uma bobina de fio enrolada em um núcleo metálico, uma armadura e um ou mais conjuntos de contatos. A bobina de fio gera um campo eletromagnético quando a corrente é aplicada, o que ativa a armadura. A armadura é a parte móvel do relé. Ela é articulada à carcaça e mecanicamente ligada aos contatos móveis, que abre e fecha os contatos e tem uma moda que a retorna à posição original. O que mantém a armadura no lugar é uma mola. Assim, quando o relé é desenergizado, há um entreferro no circuito magnético. Embora todas as versões sigam o mesmo conceito básico de operação, os relés elétricos estão disponíveis em vários tamanhos e tipos com tecnologias ligeiramente diferentes. Relés eletrônicos usam chaves eletrônicas (como transistores, triacs) como elemento principal de comutação. Isso permite controlar um circuito muito maior com o relé. Há outros tipos de relés eletrônicos que transmitem por meios diferentes (opticamente, modulação por frequência ou efeitos capacitivos), como optoacopladores (no lado primário, um sinal óptico é transmitido por um diodo emissor de luz, já o fototransistor atua como receptor e controla o elemento de comutação), relés termoelétricos (aporte de energia no lado primário aquece uma peça bimetálica que aciona os contatos mecanicamente), e relés piezoelétricos (contatos operados mecanicamente pelo efeito piezoelétrico).
Relé eletromecânico vs. relé de estado sólido
Comparação entre características
FUNÇÕES GERAIS
Características EMR SSR
Resistência ao mau uso ou má aplicação Boa Ruim
Sensível à corrosão, oxidação ou contaminação Sim Não
Sensível a choques, vibração ou aceleração Sim Não
Sensível à radiação Razoável Ruim
Versatilidade do pacote Boa Razoável
Custo por polo Melhor Razoável
Compatibilidade com entrada TTL e CMOS (buffer) Razoável Melhor
Tempo de operação e liberação 5 a 20 mS . 25 a 10 mS
Compatibilidade com especificações militares/aeroespaciais. Boa Ruim
Facilidade para solucionar problemas Boa Ruim
Capacidade de isolamento entre entrada e saída 4 Kv >4 Kv
Modo de falha normal (saída) Aberto Em curto
Mecanismo de desgaste normal Contatos LED
Entenda melhor os relés com e sem engate
Relés podem ter vários conjuntos de contatos para alterar diversos contatos. Os contatos são operados pelo movimento da armadura e estão normalmente abertos ou normalmente fechados, dependendo de o relé estar ativado ou abrindo um circuito. Quando um contato é aberto com o relé em repouso, ele está "normalmente aberto" (NA); já se o contato estiver fechado com o relé em repouso, o relé estará "normalmente fechado" (NF). Relés NA são mais comuns que relés NF. Relés sem engate (monoestáveis) têm apenas uma posição estável – OFF, ou desenergizada. Os dispositivos ficam nesse estado, sem receber energia. A maioria dos relés de força são monoestáveis com um sistema de bobina neutra. Quando a energia passa pelo circuito da bobina, o relé muda para uma posição energizada. Uma bobina interna gera força magnética, que mantém a posição energizada. Quando a energia é desligada, o relé retorna à posição desenergizada. Por causa disso, os relés sem engate (também chamados de relés monoestáveis) são úteis em aplicações de botão, como teclados e botão de entrada de microcontrole. Embora os relés com e sem engate sejam semelhantes em design e função, a grande diferença entre esses dois princípios é que o relé de engate permanece na posição em que foi alimentado pela última vez, enquanto um relé sem engate retorna à sua posição normal uma vez que a bobina não estiver mais energizada. Os relés de engate (biestáveis) mantêm a posição comutada após a interrupção da corrente energética na bobina. Para redefinir um relé de engate, é necessário contraenergizar a bobina. Os relés de engate têm duas posições estáveis (ON e OFF) e mantêm a última posição comutada. Para mudar o estado, é necessária uma alimentação de energia. Há duas vantagens no uso de relés biestáveis: nenhuma energia é consumida após a comutação e a capacidade do relé para manter o estado comutado mesmo por períodos prolongados. Além disso, como a bobina do relé não está energizada, não vai gerar calor, o que significa que o relé será mais frio e terá uma faixa de corrente mais ampla. Em relés de engate, o efeito de memória significa que os contatos não mudam de estado mesmo em caso de falha de energia. Os relés de engate são usados em muitos tipos de aplicações.
Normalmente, os relés de engate são usados em aplicações com baixo consumo de energia ou alta temperatura em que não é possível energizar a bobina por muito tempo devido ao consumo de energia ou ao autoaquecimento do dispositivo. Portanto, em vez de aplicar tensão contínua à bobina, a operação é realizada com curtos pulsos de tensão. Os relés de engate alteram a posição de contato quando a tensão da bobina é aplicada e permanece nessa posição mesmo que a tensão seja desconectada. (é comum usar o termo SET para operar um relé de engate). Para reiniciar um relé de engate, outro pulso de tensão precisa ser aplicado. Conheça os dois designs básicos de relés de engate no mercado: relés de engate mecânico e relés de engate magnético.
O que são relés industriais?
Projetados para oferecer confiabilidade em ambientes severos
Nossos relés foram desenvolvidos de acordo com as expectativas do setor, como o Underwriters Laboratory (UL). Relés industriais são usados em linhas de produção, robótica, elevadores, painéis de controle, máquinas CNC, sistemas de controle de movimento, iluminação, sistemas prediais, aplicações solares, HVAC e uma variedade de usos de vital importância para a segurança.
Relés industriais são acionados remotamente para controlar o fluxo de energia elétrica, interrompendo ou completando um circuito elétrico. Relés industriais operam de forma semelhante aos relés padrão, exceto que estes são projetados para operar de forma confiável em ambientes industriais severos. Esses relés são acionados remotamente para controlar o fluxo de energia elétrica, interrompendo ou completando um circuito elétrico.
Relés em sistemas de controle de segurança
Não é de admirar que os relés sejam a primeira opção dos especialistas em segurança quando há necessidade de utilizar circuitos simples para desenvolver saídas seguras, mesmo em altas tensões. Para saber mais, baixe nosso artigo técnico sobre relés guiados à força em sistemas de controle relacionados à segurança.
Outros relés elétricos – Relés ISO e relés finos
Normalmente, os relés ISO são chamados de minirrelés ISO ou microrrelés ISO na área automotiva. Também são chamados de relés de encaixe e a estrutura faston segue a especificação ISO. Os minirrelés ISO também se diferenciam entre minirrelé ISO e maxirrelé ISO, às vezes chamado de minirrelé de força. Os relés finos são usados para comutação e painéis de controle com cerca de 6 mm por canal. Altamente compactos e leves, esses relés são úteis quando você precisa reduzir o espaço. Os relés finos são usados em sistemas de automação, sistemas DCS, fabricantes de máquinas, PLC e sistemas de transporte.
Esta nota sobre a aplicação descreve os problemas relacionados aos métodos de desenergização de bobinas de relés eletromagnéticos, principalmente quando uma chave de estado sólido é usada, além de explicar como isso afeta a vida útil do dispositivo. A principal preocupação é o ciclo de desenergização do relé, e os tópicos discutidos são: 1) A dinâmica entre a armadura e a comutação do sistema do relé após a desenergização da bobina. 2) Como ocorrem as tensões induzidas pela bobina. 3) Técnicas para proteger a chave de estado sólido. 4) O efeito adverso de um diodo simples de supressão da bobina na dinâmica de comutação do relé e na vida útil do contato. 5) A típica "colagem" dos contatos compatíveis e a capacidade reduzida de rompimento quando um diodo de supressão é utilizado. 6) Como a adição de um diodo Zener ao diodo comum pode fornecer tanto supressão de tensão quanto desempenho de comutação confiável. A desenergização do relé ou o "desligamento" em relés comuns do tipo chocalho normalmente se desenvolve da seguinte forma: à medida que a alimentação da bobina é interrompida, o fluxo magnético decai ao ponto em que a força de detenção magnética decrescente (tentando manter a armadura no lugar) fica abaixo das forças da mola (tentando tirá-la do lugar), e a armadura começa a abrir. Conforme a armadura continua a abrir, as forças da mola reduzem de acordo com a posição de armadura; a força magnética contrária, no entanto, reduz tanto com a posição de armadura quanto com a queda da corrente da bobina (ambas reduzem o fluxo magnético da bobina). Com a interrupção da corrente elétrica em uma bobina de relé, uma tensão induzida transitória da ordem de centenas ou mesmo milhares de volts pode ser gerada na bobina à medida que o fluxo magnético, que é ligado pelas rotações da bobina, entra em colapso. Essa tensão induzida, além da tensão de alimentação da bobina, aparece através da chave de interrupção da bobina em um circuito em série de comutação simples
