Relés electromagnéticos *

Información técnica general

El rápido avance de los componentes electrónicos, en especial en los circuitos integrados sobre todo en la última década y contrariamente a lo predicho, no ha ocasionado un descenso en la demanda de relés.
Más aún, la tendencia aparentemente competitiva de los componentes tales como relés semiconductores y circuitos integrados ha llevado, contrariamente a lo previsto, a unirse y complementarse mutuamente en forma óptima.
Mediante la tecnología de semiconductores fueros reemplazados en muchos casos relés pero al mismo tiempo se dieron nuevos pasos de desarrollo en la electrónica que abrieron nuevas aplicaciones y perfeccionamiento para los relés.
Esto lleva en primer lugar a una miniaturización de los relés y al encapsulado de éstos para protegerlos del medio ambiente.
Considerando el medio ambiente, existe la necesidad de utilizar relés herméticos con contactos protegidos por gas denso, los cuáles son más pequeños y rápidos.

Ventajas de los relés

Los relés se caracterizan por una serie de cualidades que proporcionan la base para un uso universal en todos los ámbitos de la ingeniería eléctrica.
El describir las ventajas de los relés desbordaría las posibilidades de esta página, pero cabe destacar algunas de las siguientes características:

Clasificación de acuerdo a las funciones

Por qué tipo de relé opta el usuario, depende de la aplicación, en particular del tipo de tarea y control a realizar por el relé.
Desde el punto de vista del relé, como así también de la clasificación de la norma DIN  41215 se ofrecen muchas posibilidades como se puede ver en la siguiente tabla.

Relés electomagnéticos

Relé monoestable Relé biestable
Relé neutro y monoestable Relé monoestable y polarizado Relé de corriente alterna Relé biestable y polarizado Relé de remanencia

Explicación de los términos arriba utilizados

Relé electromagnético
Un Relé electromagnético es un componente, en el cuál una fuerza electromagneticamente producida acciona directamente o a través de intermedios los contactos miembros del relé.
El tiene como máximo 3 posiciones y se utiliza principalmente para conmutar energía eléctrica.

Relé monoestable
Relé, que al interrumpirle la energía de excitación en la bobina, los contactos caen en la posición de reposo.

Relé biestable
Relé, que al interrumpirle la energía de excitación en la bobina, los contactos se quedan en la posición que están.

Relé neutro
Relé, el cuál la transición del estado de reposo al estado de trabajo depende de la dirección de corriente de excitación en la bobina.

Relé neutro y monoestable
Relé monoestable, que trabaja en forma independiente de la dirección de corriente de excitación en la bobina.

Relé neutro y biestable
Relé biestable, el cuál la transición del estado de reposo al estado de trabajo es independiente de la dirección de corriente de excitación en la bobina.
Nota: El mantenimiento de la posición de conmutación asumida puede efectuarse por medios mecánicos o por efectos magnéticos (remanencia).

Relé polarizado
Relé, el cuál la transición del estado de reposo al estado de trabajo depende de la dirección de corriente de excitación en la bobina.
Nota: Hay relés polarizados, en los cuales una sobreexcitación de la bobina no conducen a un cambio de la posición de los contactos, y otros, que en una sobreexcitación conducen una conmutación, por ejemplo llevan los contactos a una posición de reposo.

Relé monoestable y polarizado
Relé monoestable, el cuál toma la posición de trabajo cuándo recibe una corriente de excitación en un determinado sentido.

Relé biestable y polarizado
Relé biestable, el cuál la posición de los contactos dependen de la dirección de la corriente de excitación en la bobina.

Clasificación de acuerdo a las características constructivas

De acuerdo a las características constructivas, se diferencian cuatro tipos de relés:
Relé a prueba de polvo están provistos de una tapa en la mayoría de los casos, transparente para proteger contra el daño y la entrada de polvo en el interior del relé.
Relé lavable son aquellos que están protegidos por una tapa plástica e impermeabilizados con resina.
Relé con contactos protegidos en gas son aquellos cuyos contactos se encuentran en una ampolla de vidrio o en una cápsula metálica llena de gas inerte.
Relé al vacío son en principio similares a los relés con contactos protegidos en gas, pero en lugar de gas inerte, están estos al vacío.

Comportamiento de contactos en ruptura

Clasificación de cargas de contactos (con referencia a las categorías de utilización definidas en las EN  60947-4-1 y EN 60947-5-1):

Clasificación
de las cargas
Corriente de carga Aplicación
AC 1 AC monofásico
AC trifásico
Cargas resistivas o ligeramente inductivas.
AC 3 AC monofásico
AC trifásico
Arranque y frenado de motores de jaula de ardilla.
Inversión del sentido de marcha sólo con motor parado.
Monofásico:
La inversión de motores monofásicos está permitida sólo si se garantiza una pausa de 50ms entre la alimentación en una dirección y en la otra.
Trifásica:
Prever un tiempo de pausa de 300ms, de otro modo el pico de corriente causado por el cambio de polaridad en el condensador del motor podría provocar que se pegue el contacto.
AC 4 AC trifásico Arranque, frenado y inversión de marcha en motores de jaula de ardilla.
Intermitencia. Frenado en contracorriente.
AC 14 AC monofásico Control de pequeñas cargas electromagnéticas (< 72 VA), interruptores de potencia, válvulas electromagnéticas y electroimanes.
AC 15 AC monofásico Control de pequeñas cargas electromagnéticas (> 72 VA), interruptores de potencia, válvulas electromagnéticas y electroimanes.
DC 1 DC / = Cargas resistivas o ligeramente inductivas. (la tensión de conmutación para la misma corriente puede doblarse si se conectan dos contactos en serie).
DC 13 DC / = Control de cargas electromagnéticas, contactores auxiliares, interruptores de potencia, válvulas electromagnéticas y electroimanes.

 

Relés de estado sólido

Los relés de estado sólido (SSR)  son relés basados en semiconductores con aislamiento galvánico entre el circuito de control y el circuito de trabajo.
El circuito de control consiste en un elemento de acoplamiento opto-electrónico, que hace posible un aislamiento galvánico.
La entrada es compatible con señal TTL.
En el circuito, un triac o dos tiristores en antiparalelo se hacen cargo del circuito de carga.
Al colocar una tensión de mando, se enciende el triac o los tiristores en antiparalelo cerrando así el circuito de trabajo, es decir conectado la carga.
Dichos relés son adecuados para la conmutación de cargas resistivas e inductivas.
Un interruptor de cero incorporado provoca el encendido de la carga en el cruce cero de la tensión.
Todas las versiones se apagan en el cruce por cero.
Todos los relés de estado sólido están dotados en la salida con un circuito RC.
Se recomienda utilizar a la salida un miembro RC adicional cuándo se producen transientes (du/dt) muy altas y un varistor en paralelo cuándo la tensión de red es muy alta.

Las principales características de los relés de estado sólido son:

*) traducido y comentado por Raúl Roberto Steimbach.

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