Relé de pulso para controle de iluminação: como funciona, tipos, marcações e conexões

Para atender aos requisitos modernos de iluminação de apartamentos, escritórios e empreendimentos, são utilizados sistemas complexos de eletrificação. Ao projetá-los, são utilizados diversos equipamentos para solucionar problemas individuais, que estão em constante aprimoramento.

Assim, um relé de pulso para controle de iluminação de diversos locais começou a ser utilizado há relativamente pouco tempo. Está gradualmente substituindo os circuitos padrão por interruptores de passagem.

Onde um relé de pulso pode ser usado?

A introdução deste dispositivo no uso doméstico é explicada pela simples conveniência. Afinal, ele permite controlar a iluminação a partir de pelo menos dois pontos.

Num apartamento, pode ser um quarto, onde o interruptor fica ligado na entrada e o desligado ao lado da cama. Nos escritórios existem longos corredores, lances de escadas e grandes salas de conferências.

Usar dois interruptores para iluminar as escadas tornou-se uma necessidade. Depois de acender a luz do primeiro andar, é bastante lógico apagá-la com o segundo interruptor no andar de cima

A tarefa de controle de três posições pode ser realizada por passagem e interruptores cruzados. Este esquema ainda é amplamente utilizado. Mas também tem deficiências óbvias.

Em primeiro lugar, trata-se de um sistema bastante complexo de instalar, no qual a eletricidade passa pelo disjuntor principal, pela caixa de distribuição, pelos próprios interruptores e depois pelas lâmpadas de iluminação.Ao instalá-lo, ocorrem frequentemente erros. Se forem necessários mais de três locais de controle, o esquema se torna mais complicado.

O diagrama mostra claramente o congestionamento com fios: do primeiro switch - cinco, do segundo - seis, da primeira e segunda luz de fundo - três cabos cada

Em segundo lugar, todos os fios têm a mesma seção transversal, pois utilizam a mesma tensão, o que afeta os custos gerais. Incluem também o preço dos switches pass-through, várias vezes superior ao custo dos convencionais.

Mas a necessidade de usar um relé de pulso não é apenas por questões de conforto. Também é usado para sinalização e proteção.

Por exemplo, em uma empresa industrial para iniciar processos de produção que requerem alta potência elétrica, este dispositivo permite proteger o operador. Uma vez que opera com correntes de baixa tensão ou é totalmente controlado remotamente.

Dispositivo e princípio de operação

No sentido geral da palavra, um relé é um mecanismo elétrico que fecha ou interrompe um circuito elétrico com base em certos parâmetros elétricos ou outros que o afetam.

Seu design sem comutação foi inventado em 1831 por J. Henry. E dois anos depois começaram a usar S. Morse para garantir o funcionamento do telégrafo.

Dois grupos principais podem ser distinguidos: eletromecânicos e eletrônicos. No primeiro tipo de dispositivo o trabalho é feito por um mecanismo e, no segundo, uma placa de circuito impresso com microcontrolador é responsável por tudo. É conveniente considerar seu funcionamento usando o exemplo de um relé eletromecânico, que é um relé de pulso.

Ao escolher um modo de operação do relé, você deve ser guiado pela frequência de ativação, pelo tipo e magnitude da corrente e pela natureza das cargas testadas.

Estruturalmente, pode ser representado da seguinte forma:

1. Bobina - Este é um fio de cobre enrolado em uma base de material não magnético. Pode ser isolado com tecido ou revestido com verniz que não permite a passagem de eletricidade.
2. Essencial, contendo ferro e ativado pela passagem de corrente elétrica pelas espiras da bobina.
3. Âncora móvel - esta é uma placa que fica fixada na armadura e afeta os contatos de fechamento.
4. Sistema de contato – mudar diretamente o estado do circuito.

A operação de um relé é baseada no fenômeno da força eletromagnética. Ele aparece no núcleo ferromagnético da bobina quando a corrente passa por ele. A bobina, neste caso, é um dispositivo retrator.

O núcleo nele é conectado a uma armadura móvel, que aciona os contatos de potência, realizando a comutação. Eles podem ser do tipo normalmente aberto/normalmente fechado. Às vezes, um bloco de contato pode conter tipos de conexão aberta e fechada.

Quando o circuito é ligado, o mecanismo fixa esta posição, que muda quando o pulso é aplicado novamente e é fixada novamente até a próxima mudança

Um resistor adicional pode ser conectado à bobina, o que aumenta a precisão da operação, bem como um diodo semicondutor, que limita a sobretensão no enrolamento. Além disso, o projeto pode conter um capacitor instalado paralelamente aos contatos para reduzir a formação de faíscas.

A operação do dispositivo pode ser representada mais claramente dividindo-o em vários blocos:

• atuando – este é um grupo de contato que fecha/abre um circuito elétrico;
• intermediário – a bobina, o núcleo e a armadura móvel acionam a unidade executora;
• gerente – neste relé converte um sinal elétrico em um campo magnético.

Como é necessário um único impulso elétrico para mudar a posição dos contatos, podemos concluir que esses dispositivos consomem tensão apenas no momento da comutação. Isto economiza energia significativamente, ao contrário dos interruptores de passagem convencionais.

O segundo tipo de relé de pulso é o tipo eletrônico. O microcontrolador é responsável pelo seu funcionamento. O bloco intermediário aqui é uma bobina ou chave semicondutora. A utilização de elementos como controladores lógicos programáveis ​​​​no circuito permite complementar o relé, por exemplo, com um temporizador.

Este tipo de dispositivo não possui elementos móveis mecânicos. O trabalho é realizado por um sensor que reconhece o sinal de controle e uma eletrônica de estado sólido que comuta o circuito

Tipos, rotulagem e benefícios

Os principais tipos de relés de pulso são eletromecânicos e eletrônicos. Os eletromecânicos, por sua vez, são classificados de acordo com seu princípio de funcionamento.

Tipos de dispositivos de pulso

Isto significa que a comutação dos contatos de potência pode ser realizada por outras forças além da força do ímã.

Eles estão divididos em:

• eletromagnético;
• indução;
• magnetoelétrico;
• eletrodinâmico.

Dispositivos eletromagnéticos em sistemas de automação são usados ​​com mais frequência do que outros. São bastante confiáveis ​​devido a um método simples de operação baseado na ação de forças eletromagnéticas em um núcleo ferromagnético, desde que haja corrente na bobina.

Impacto nos contatos relés eletromagnéticos é realizado por uma moldura, que é atraída pelo núcleo em uma posição e devolvida à segunda por uma mola.

Âncora, ou sejauma placa com propriedades magnéticas é atraída por um eletroímã, que é um fio de cobre enrolado em uma bobina com uma culatra

Os de indução têm um princípio de funcionamento baseado no contato de correntes alternadas com fluxos magnéticos induzidos com os próprios fluxos. Essa interação cria um torque que move um disco de cobre localizado entre dois eletroímãs. Girando, fecha e abre contatos.

O funcionamento dos dispositivos magnetoelétricos é realizado devido à interação da corrente na moldura rotativa com o campo magnético criado por um ímã permanente. O fechamento/quebra dos contatos é controlado pela sua rotação.

Esses relés são muito sensíveis em relação ao seu tipo. Porém, não são amplamente utilizados devido ao tempo de resposta de 0,1-0,2 s, que é considerado longo.

Os relés eletrodinâmicos operam devido à força gerada entre as bobinas de corrente fixas e móveis. O método de fechamento dos contatos é o mesmo de um dispositivo magnetoelétrico. A única diferença é que a indução na lacuna de trabalho é criada eletromagneticamente.

Os modelos eletrônicos são quase idênticos em design aos eletromecânicos. Possuem os mesmos blocos: execução, intermediário e controle. A única diferença é a última. A comutação é controlada por um diodo semicondutor como parte de um microcontrolador em uma placa de circuito impresso.

Transistores e tiristores atuam como semicondutores neste dispositivo. Embora possam suportar condições severas de poeira e vibração, eles são suscetíveis a sobrecargas curtas de corrente e tensão.

Este tipo de relé está equipado com módulos adicionais.Por exemplo, um temporizador permite executar um programa de controle de iluminação após um período de tempo especificado. Isto é conveniente para economizar energia quando não há necessidade de operar o equipamento. Se necessário, você pode desligar a luz pressionando o botão duas vezes.

Vantagens e desvantagens dos principais tipos de relés

Ao contrário dos interruptores semicondutores, os interruptores eletromecânicos têm as seguintes vantagens:

1. Custo relativamente baixo devido a componentes baratos.
2. Uma pequena quantidade de calor é gerada nos contatos comutados devido à baixa queda de tensão.
3. A presença de um poderoso isolamento de 5 kV entre a bobina e o grupo de contato.
4. Não está sujeito aos efeitos nocivos de pulsos de sobretensão, interferência de raios ou processos de comutação de instalações elétricas potentes.
5. Controle de linhas com carga de até 0,4 kV com pequeno volume de dispositivos.

Quando um circuito é fechado com uma corrente de 10 A em um relé de pequeno volume, menos de 0,5 W é distribuído pela bobina. Enquanto em análogos eletrônicos esse valor pode ser superior a 15 W. Graças a isso, não há problemas de resfriamento e danos à atmosfera.

Suas desvantagens incluem:

1. Desgastes e problemas na comutação de cargas indutivas e altas tensões com corrente contínua.
2. Ligar e desligar o circuito é acompanhado pela geração de interferência de rádio. Isto requer a instalação de blindagem ou o aumento da distância até o equipamento sujeito a interferência.
3. Tempo de resposta relativamente longo.

Outra desvantagem é a presença de desgaste mecânico e elétrico contínuo durante a comutação. Isso inclui oxidação de contatos e danos causados ​​​​por descargas de faíscas, deformação de blocos de mola.

Durante a instalação, vale considerar que a versão eletromecânica dos contatores pode não funcionar corretamente se estiver na posição horizontal

Ao contrário dos relés eletromecânicos, os relés eletrônicos controlam a unidade intermediária através de um microcontrolador.

As vantagens e desvantagens da eletrônica podem ser analisadas usando o exemplo dos aparelhos da empresa F&F em relação à marca ABB, que produz mecânica.

As vantagens do primeiro tipo de switch incluem:

• maior segurança;
• alta velocidade de comutação;
• disponibilidade no mercado;
• alertas indicadores sobre o modo de operação;
• funcionalidade avançada;
• operação silenciosa.

Além disso, a vantagem indiscutível está nas diversas opções de instalação - é possível instalar não só no trilho DIN do painel, mas também em caixa de soquete.

Desvantagens da eletrônica F&F em comparação com a mecânica ABB:

• interrupção do trabalho devido a falhas de energia;
• superaquecimento ao alternar altas correntes;
• “falhas” são possíveis sem motivo aparente;
• desligar o dispositivo durante uma queda de energia de curto prazo;
• alta resistência na posição fechada;
• alguns relés operam apenas com corrente CC;
• O circuito semicondutor não permite imediatamente que a corrente retorne à sua direção normal.

Apesar destas deficiências, os interruptores eletrónicos estão em constante evolução e, devido ao maior potencial de funcionalidade relativamente aos eletromecânicos, espera-se a sua utilização predominante.

Para evitar confusão, o fabricante fornece as características mais detalhadas do produto nos catálogos da loja e na ficha técnica do aparelho

Principais parâmetros caracterizadores

Dependendo da finalidade e da área de aplicação, os relés podem ser classificados de acordo com vários critérios:

• fator de retorno – a relação entre o valor da corrente de saída da armadura e a corrente de retração;
• corrente de saída – seu valor máximo nos grampos da bobina quando a armadura sai;
• corrente de entrada – seu indicador mínimo nas pinças da bobina quando a armadura retorna à sua posição original;
• ponto de ajuste – o nível do valor de resposta dentro dos limites especificados definidos no relé;
• valor de atuação – o valor do sinal de entrada ao qual o dispositivo responde automaticamente;
• valores nominaisi – tensão, corrente e outras grandezas subjacentes ao funcionamento do relé.

Dispositivos eletromagnéticos também podem ser divididos por tempo de resposta. O maior atraso para um relé de tempo é superior a 1 segundo, com possibilidade de configuração deste parâmetro. Depois, há os lentos - 0,15 segundos, os normais - 0,05 segundos, os rápidos - 0,05 segundos. E os mais rápidos e sem inércia duram menos de 0,001 segundos.

Decodificando a rotulagem do produto

O código de marcação do contator geralmente pode ser encontrado nos catálogos das lojas e no próprio dispositivo. Fornece uma descrição completa das características do projeto, finalidade e condições de uso.

A composição da designação pode ser visualizada no relé intermediário eletromagnético REP-26. É utilizado em circuitos AC até 380 V e DC até 220 V.

Para entender as marcações, é necessário dividir a inscrição em blocos e utilizar tabelas descritivas que podem ser encontradas em livros de referência especializados.

A designação do produto na loja pode ser assim: REP 26-004A526042-40UHL4.

REP 26 – ХХХ Х Х ХХ ХХ Х – 40ХХХ4. Este tipo de notação pode ser analisado da seguinte forma:

• 26 – número de série;
• XXX – tipo de contactos e respetivo número;
• X – classe de resistência ao desgaste do chaveamento;
• X – tipo de bobina de manobra, tipo de retorno do relé e tipo de corrente;
• XX – projeto conforme método de instalação e ligação dos condutores;
• ХХ – valor da corrente ou tensão da bobina;
• X – elementos estruturais adicionais;
• 40 – nível de proteção conforme padrão IP ou GOST 14254;
• ХХХ4 – zona climática de aplicação de acordo com GOST 15150.

O projeto climático pode ser: UHL – para climas frios e temperados ou O – para projeto de clima tropical ou geral.

De acordo com tabelas de designação especial, o dispositivo em questão é relé intermediário eletromagnético, com quatro contatos de comutação, resistência de comutação classe A, utilizando corrente contínua. Possui soquete com lamelas para soldagem de condutores externos, bobina de 24 V e manipulador manual.

Vários tipos de diagramas de conexão

Existem várias opções de instalação, cada uma com características, vantagens e desvantagens próprias.

A designação dos contatos do relé RIO-1 tem o seguinte significado:

• N – fio neutro;
• Y1 – habilita entrada;
• Y2 – entrada de desligamento;
• Y – entrada liga/desliga;
• 11-14 – contatos de comutação do tipo normalmente aberto.

Essas designações são usadas na maioria dos modelos de relés, mas antes de conectar ao circuito você também deve se familiarizar com elas na ficha técnica do produto.

O circuito de eletrificação apresentado é utilizado para controlar a luz de três locais por meio de um relé e três botões sem fixar a posição

Neste circuito, os contatos do relé de potência utilizam uma corrente de 16 A. Proteção dos circuitos de controle e sistemas de iluminação realizada por um disjuntor de 10 A.Portanto, os fios têm diâmetro de pelo menos 1,5 mm².

A conexão dos interruptores de botão é feita em paralelo. O fio vermelho é a fase, passa pelos três botões de pressão até o contato de potência 11. O fio laranja é a fase de comutação, chega à entrada Y. Depois sai do terminal 14 e vai para as lâmpadas. O fio neutro do barramento é conectado ao terminal N e às lâmpadas.

Se a luz foi inicialmente acesa, quando você pressionar qualquer interruptor, a luz se apagará - ocorrerá uma comutação de curto prazo do fio de fase para o terminal Y e os contatos 11-14 serão abertos. A mesma coisa acontecerá na próxima vez que você pressionar qualquer outro botão. Mas os pinos 11-14 mudarão de posição e a luz acenderá.

A vantagem do circuito acima sobre as chaves de passagem e crossover é óbvia. Porém, em caso de curto-circuito, detectar o dano causará algumas dificuldades, ao contrário da próxima opção.

Este esquema economizará fios, pois a seção transversal dos cabos de controle pode ser reduzida para 0,5 mm². No entanto, você terá que adquirir um segundo dispositivo de proteção

Esta é uma opção de conexão menos comum. É igual ao anterior, mas os circuitos de controle e iluminação possuem disjuntores próprios para 6 e 10 A, respectivamente. Isso facilita a identificação de falhas.

Se houver necessidade de controlar vários grupos de iluminação com um relé separado, o circuito será ligeiramente modificado.

Este método de conexão é conveniente para acender e apagar luzes em grupos inteiros. Por exemplo, desligue imediatamente um lustre de vários níveis ou a iluminação de todos os locais de trabalho da oficina

Outra opção para usar relés de impulso é um sistema controlado centralmente.

O esquema é conveniente porque você pode desligar toda a iluminação com um botão ao sair de casa. E quando você voltar, ligue da mesma forma

Duas chaves são adicionadas a este circuito para abrir e interromper o circuito. O primeiro botão só pode ligar o grupo de iluminação. Neste caso, a fase da chave “ON” chegará aos terminais Y1 de cada relé e os contatos 11-14 fecharão.

O interruptor de desarme opera de forma semelhante ao primeiro interruptor. Mas a comutação é realizada nos terminais Y2 de cada chave e seus contatos ocupam a posição de interrupção.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O material de vídeo fala sobre o dispositivo, operação, aplicação e história da criação deste tipo de dispositivo:

A história a seguir descreve detalhadamente o princípio de funcionamento dos relés de estado sólido ou eletrônicos:

O uso de relés de pulso é cada vez mais utilizado em sistemas de eletrificação modernos. As crescentes demandas por funcionalidade e flexibilidade no controle de iluminação, economia de materiais e segurança criam um impulso contínuo para a melhoria dos contatores.

Eles são reduzidos em tamanho, simplificados em design, aumentando a confiabilidade. E o uso de tecnologias fundamentalmente novas no centro do trabalho permite que sejam utilizadas em condições adversas de indústrias empoeiradas, vibração, campos magnéticos e umidade.

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