Relé de
enclavamiento, DPDT, 24V DC, Enchufable, Aplicaciones Generales (Omron)
Introducción
Una de las aplicaciones industriales de los
electroimanes es su utilización en la construcción de relés.
Un relé electromagnético es un elemento
constituido por devanados y contactos y con un número de posiciones no superior
a tres.
Su misión principal consiste en abrir y cerrar
circuitos en virtud de una fuerza magnética generada por un electroimán.
Mediante la conmutación de una corriente de
excitación pueden abrirse, cerrarse o conmutarse circuitos eléctricos. Al
interrumpir la corriente de excitación, por el accionamiento de pulsadores,
vuelven automáticamente a sus posiciones de reposo.
Los relés se aplican en múltiples funciones,
tales como:
·
Protección
de equipos eléctricos
·
Enclavamiento
·
Seguridad
·
Señalización,
etc...
Utilización
Los relés se emplean preferentemente en
telecomunicación y generalmente sirven para la conexión de circuitos eléctricos
transmisores de señales.
Descripción
constructiva
En su forma más sencilla un relé consta de una
bobina con núcleo de hierro (el electroimán), un resorte y una armadura móvil
de hierro dulce. La armadura debe ser giratoria. Al circular corriente a través
de la bobina del relé, es atraída la armadura. Ésta puede así accionar
contactos que conectan otros circuitos eléctricos.
Figura 1: Piezas básicas de un relé
de armadura basculante
Modo de
funcionamiento
Figura 2
Simbología
Figura 3
Principio
de funcionamiento
El funcionamiento del relé se basa en la
excitación de su electroimán. Por lo general el circuito magnético de los relés
industriales es pequeño por lo que suele ser habitual fabricarlos utilizando bloques macizos de aceros especiales que
reducen las corrientes de Foucault. En corriente continua, el sistema destinado
a evitar la remanencia está constituido por una barrita magnética o por un
ensanche del núcleo.
Esta solución, así como la utilización de
circuitos macizos en corriente alterna, permite aumentar de forma considerable
el número de maniobras mecánicas.
Los contactos pueden ser instantáneos o
temporizados al trabajo o al reposo. Las funciones complementarias (contacto de
paso, biestable, intermitente) se realizan asociando varios circuitos
magnéticos o con circuitos electrónicos.
Para mejorar las propiedades del contacto, el
mecanismo de actuación suele funcionar provocando una autolimpieza de los
contactos por deslizamiento entre contactos.
Figura 4: Funcionamiento del relé
Representación
esquemática
Al dibujar esquemas en que intervienen relés:
- El circuito electromagnético, se representa por un rectángulo y se nombra con las iniciales KA seguidas de un número que lo diferencie de otros relés.
- Los contactos asociados al relé se disponen en el lugar del circuito donde estén actuando.
Planos
de conexiones
En los planos de conexiones, los contactos de un
relé se refieren siempre a su posición de reposo, es decir sin que circule
corriente a través del devanado del relé. Los resortes de contacto tienen
números característicos y símbolos normalizados.
Figura 5: Representación esquemática
y planos de conexiones
Grupo
de resortes de conexión
- Todas las combinaciones pueden ser compuestas a partir de los contactos de trabajo y de reposo (número característico 1 y 2 respectivamente).
- El contacto de conmutación en serie (número característico 32) es una excepción. En él entran en contacto los tres resortes durante un instante. Esto se designa con el número característico 3.
- El contacto de trabajo doble tiene el número característico 11.
- En el contacto doble de trabajo o contacto gemelo se indica, mediante un guion (1-1) que los contactos tienen lugar al mismo tiempo.
- En el contacto de trabajo en serie, el accionamiento en serie se indica mediante el signo más (1+1).
Descripción
de algunos tipos de Relés electromagnéticos
Relés
apolares
En los relés apolares o neutrales, el núcleo de
la bobina y la armadura son de hierro dulce.
Al circular corriente continua a través de la
bobina, la armadura es atraída y acciona los contactos. Al cambiar el sentido
de la corriente, la armadura es atraída igualmente.
Con corriente alterna la armadura es atraída en
cada semionda.
Los
relés apolares funcionan independiente del sentido de la corriente excitadora.
Figura 6: Relés apolares
Relés
polares
En los relés polares se superponen los efectos de
un electroimán y de un imán permanente.
Figura 7: Relé polar
Funcionamiento
El flujo magnético del imán permanente es
constante. La bobina de accionamiento produce un flujo de maniobra variable
según la dirección de la excitación. En ambas zapatas polares se unen el flujo
de maniobra y el flujo constante. La armadura se encuentra entre las zapatas
polares. Según el sentido de la corriente en la bobina de accionamiento, la
armadura se mueve en una u otra dirección y acciona diversos contactos.
Mediante un resorte, la armadura puede ser fijada
en tres posiciones de reposo distintas: posición de reposo izquierda, derecha y
central.
Utilización
Los relés polares se emplean predominantemente en
teletipos y en telegrafía. Con una potencia de reacción muy pequeña (< 1mV)
tienen una gran velocidad de interrupción. Son posibles hasta 200
interrupciones por segundo.
Los
relés polares funcionan dependiendo del sentido de la corriente excitadora.
Relés
con cápsula interruptora de mercurio
En lugar de resortes de contacto utilizan
cápsulas interruptoras de mercurio. Estas cápsulas de mercurio pueden
interrumpir potencias muy elevadas. Además son insensibles a la humedad y a la
suciedad.
Figura 8: Relé con cápsula
interruptora de mercurio
El relé basculante actúa por variación de la
posición de la superficie de mercurio. Es por esto que deben ser montados en
una posición fija.
Una excepción son los relés de mercurio con
armadura sumergida, que funcionan sin dificultad hasta con un ángulo de
inclinación de 30º.
En los relés con armadura sumergida, se coloca
verticalmente en el interior de la bobina un tubo de cristal relleno hasta la
mitad con mercurio. Al excitar la bobina, una armadura (émbolo buzo) se
introduce en la bobina y desaloja mercurio, que sirve de enlace entre dos
clavijas de contacto.
Figura 9: Relé basculante de mercurio
Relés
de sujeción
En el relé de sujeción la armadura permanece
retenida y sujeta al núcleo en la posición de trabajo, aún después de haber
cesado la excitación. Esto se consigue omitiendo la lámina de separación. En la
armadura y en el núcleo se ajustan remaches de hierro resistentes a la
corrosión.
Figura 10: Relé de sujeción
La caída de la armadura se origina mediante la
excitación de otro devanado del relé. La excitación antagonista no debe
alcanzar la corriente de arranque del relé, de lo contrario volvería a
reaccionar éste.
Relés
intermitentes
En el funcionamiento de un relé intermitente, los
contactos se abren o cierran brevemente. Este proceso se denomina barrido. Para
ello aparece un impulso eléctrico independiente de la duración de la
excitación. Según su construcción, el relé actúa al abrirse o cerrarse los
contactos. Algunos relés también actúan al conectar y desconectar la
excitación.
En el relé intermitente con cápsula interruptora
de mercurio, una gota de mercurio puentea brevemente un par de contactos al
oscilar la cápsula.
Figura 11: Relé intermitente con
capsula interruptora de mercurio
Relés
de resonancia
Los relés de resonancia funcionan con una
frecuencia determinada (frecuencia de resonancia). Para frecuencias inferiores
a 1000Hz se emplean relés de lengüeta de metal en el interior de una bobina. La
lengüeta oscila bajo la acción de su frecuencia de resonancia y cierra un
contacto.
Para altas frecuencias se montan en serie relés
de corriente alterna con un circuito oscilante prefijado. En la resonancia la
corriente alcanza un valor máximo y provoca la reacción del relé.
Figura 12: Esquema de un relé para
alta frecuencia
Relés
con cápsula protectora de contactos
Como protección contra la suciedad, la
contaminación, la humedad y la corrosión, las lengüetas de contacto están
introducidas en una cápsula hermética de cristal.
Generalmente las lengüetas de contacto consisten
en una aleación de niquel-hierro y las puntas de contacto tienen un recubrimiento
de oro. La cápsula de cristal suele estar rellena con un gas protector (97%
nitrógeno, 3% hidrógeno) y se encuentran en el interior de una bobina.
Funcionamiento
Al excitar la bobina se forma un circuito
magnético a través de las lengüetas de contacto, el entrehierro del contacto y
las láminas de protección. Las lengüetas se atraen a causa de su polaridad
opuesta y cierran un circuito eléctrico (contacto de trabajo).
También se construyen estos relés con contactos
de reposo y de conmutación.
Las cápsulas interruptores son tan pequeñas que
pueden ser introducidas varias cápsulas protectoras de contacto en el interior
de una sola bobina. En el relé múltiple se introducen cuatro pares de contactos
en una cápsula plana de cristal.
Los relés con lengüetas de contacto accionados
magnéticamente son de larga duración, no necesitan cuidados y tienen un tiempo
de conmutación muy corto (aprox. 0,2 ms). Con estos relés pueden lograrse hasta
400 conmutaciones por segundo.
Figura 13: Funcionamiento del relé
con capsula protectora de contactos
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