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relais
relais
Relés
Introducción a la técnica de relés
Relés de bornes
Relés de bornes mecánicos
Relés de bornes enchufables
Relés temporizadores
Los relés ofrecen
■ anchura total de 6,2 mm
■ Conexión por tornillo o conexión por cepo
■ Módulos de relés enchufables
■ Separación en relés de entrada o de salida
■ Módulos de relés múltiples
■ Relé temporizador con retardo a la conexión
■ Relé temporizador con retardo a la conexión
■ Relé temporizador multifunción
■ Relé de estado sólido
En general todos los productos Wieland que deben tener el
distintivo
estarán marcados con .
A
436
A
flare
flare
Relés – El camino seguro para una
interfase adecuada para su aplicación
en el proceso
En la era del chip, de los bits y los bytes,
hay algunas personas que suponen que
los relés electromecánicos ya no juegan
ningún papel. ¡Gran error! Los relés de
conexión se encargan con fiabilidad desde
hace años de tareas importantes – en una
”unión simbiótica“ absoluta con la electrónica. Los relés han demostrado a través
del tiempo un alto grado de flexibilidad. En
todo este periodo han conservado sus
características fundamentales o incluso las
han mejorado, como por ejemplo
Función de maniobra –
Circuito de protección
Los relés se pueden maniobrar, según el
tipo, con tensión continua o alterna. Como
consecuencia de ello, los relés de tensión
continua disponen en la entrada de un
diodo de protección de polaridad y de un
diodo libre. Un rectificador de corriente se
encarga de estas funciones en los elementos AC o AC/DC. Todos los relés
disponen de un LED como indicación de
estado en el circuito de entrada.
entorno). Wieland utiliza como estándar
para márgenes de potencia de hasta 1500
VA contactos universales de AgSnO. En
márgenes de potencia inferiores se emplea
el mismo material con baño de oro.
Adicionalmente, es posible suministrar
elementos con contactos AgCu con baño
de oro, AgCdO o AgNi con baño de oro. La
tabla 1 muestra una sinopsis de otros
materiales utilizados en los contactos.
❐ Resistencia a las sobrecargas sin
costosas medidas de protección
❐ Capacidad de contacto desde
µA hasta >10 A
❐ Tipo y número de contactos
❐ Gran estabilidad frente a las interferencias eléctricas
Circuito de entrada en funcionamiento DC
❐ Conexión independiente del sentido de la
corriente (AC/DC) hasta la zona de los GHz
Sección de un contacto soldado de 3
posiciones con contacto en forma líneal
❐ Pérdida de capacidad de conexión
reducida
❐ Separación galvánica entre todos los
contactos y con la bobina
En consonancia con las propiedades arriba
mencionadas, Wieland ofrece un programa completo de los diferentes tipos de
relés. Dependiendo de las aplicaciones
demandadas, los relés están disponibles
con distintas tensiones de servicio,
disposición de los contactos, materiales
de contactos y o construcciones. Junto a
la funcionalidad meramente monoestable,
también se pueden suministrar relés
temporizadores o relés manual-ó-automático.
Familias de productos:
flare MOVE, Relé de interface de proceso
enchufable con un ancho total de 6,2 mm
flare, Relé de interface de proceso / relé
temporizador con un ancho total de 6,2
mm
WEG, Relés de conexión con un ancho
total de hasta 22,5 mm
WR, WRS, RAB, Relés de conexión
múltiples en zócalo de montaje
Circuito de entrada en funcionamiento AC
Función de maniobra – Tensión residual
Para asegurar una utilización segura de los
relés, hay que tener cuidado de que la
tensión de retroceso de los relés no sea
superada por las capacidades de los
cables en el caso de cables de corriente
largos o por una corriente residual alta en
los interruptores de semiconductores. En
este punto, hay que seguir la norma VDE
0435, que define para la tensión de
retroceso un valor de •5% de la tensión
de servicio para funcionamiento DC y un
15% de la tensión de servicio para
funcionamiento AC. Si se supera la
tensión de retroceso, el relé ya no puede
volver a la posición de reposo. La solución
puede proporcionarla una conducción
diferente de la línea o la conexión en
paralelo de un circuito RC.
Función de carga – Material de contacto
Sinopsis de datos técnicos
Función de maniobra – Tensión de
servicio
Los relés se pueden maniobrar dentro del
intervalo de temperatura definido con la
tensión de servicio indicada y el margen
de tolerancia correspondiente. La duración
de conexión es del 100%.
438
Los contactos sirven para transmitir las
señales de maniobra en un margen de
potencia que va desde mW hasta más de
1000 VA. El material de contacto que se
emplea queda determinado en gran
medida por las exigencias de su utilización
(en particular la intensidad de corriente, la
frecuencia de conexión, la velocidad de
conexión y las influencias corrosivas del
flare
oro-plata
AuAg10
oro-níquel
AuNi5
atacado por
azufre
oxidación
no
no
no
poco
plata fina
AgNi0,15
sí
plata dura
AgCu3
sí
al
conectar
plata-níquel
AgNi10
sí
no
óxido platacadmio AgCdO10
sí
no
óxido de plataestaño AgSnO10
sí
no
AgNi0,15+ 5 µ Au
no
sí
AuAg10 sobre
AgNi+Au
no
sí
no
Tabla 1: Sinopsis de materiales de contacto
Función de contacto – Reducción de
arcos voltaicos en la conexión
Cuando se sobrepasa la tensión límite de arco
voltaico dependiente de la corriente de
conmutación y del material de contacto (véase
la imagen) se producen descargas en el
contacto del relé. La consecuencia son
modificaciones del material que dañan los
contactos. Para conseguir una larga vida útil y
una alta fiabilidad a pesar de dichas sobrecargas
de los contactos, es necesario tomar medidas
para suprimir los arcos voltaicos en las conexiones. Para lograrlo, existen varias posibilidades.
Características típicas
Aplicaciones típicas
Area de aplicación
Resistencias de transmisión reducidas y constantes
con potencias de conmutación mínimas
Circuitos de conmutación,
secos, circuitos de medición,
vías de conversación sin fritado
mV…60 V
mA…300 mA
En grandes intervalos de carga exentos
de modificaciones del material y menor resistencia
de contacto, se producen ligeros arcos voltaicos,
se pueden producir averías por óxidos de rozamiento
en potencias de conmutación pequeñas,
con mayor número de conexiones o por un mayor
acompañamiento en el contacto
Utilización en intervalos de
tensión y corriente
pequeños y medianos
Mayor resistencia mecánica tendencia
Utilización universal
reducida a soldarse y mayor resistencia a las quema- con cargas medianas mayoduras que Ag, resistencia de contacto relativamente
res que con plata fina
pequeña alta resistencia mecánica, tendencia reducida a soldarse y mayor resistencia a las quemaduras
Utilización con cargas
que la plata fina, pero mayor resistencia de contacto
medianas
mayor resistencia a las quemaduras, tendencia reducida a soldarse, mayor resistencia de contacto tendenCargas medianas a altas, circia reducida a soldarse, alta resistencia a las quema- cuitos de corriente continua
duras con potencias de conmutación
Especialmente adecuado
mayores tendencia reducida a soldarse, muy alta
para conexión de cargas
resistencia a las quemaduras con potencias de
conmutación altas,
inductivas circuitos de conmodificación del material reducida
mutación con elevadas cargas
buena resistencia a la corrosión,
de conexión y desconexión,
buenas resistencias de transmisión
circuitos de corriente continua
se comporta como un contacto de oro de
5 µ, pero posee una resistencia al desgaste 5 veces
mayor
potencias de conmutación
pequeñas para circuitos
secos
potencias de conmutación
mínimas hasta 100 W o 1kVA
Circuitos de corriente continua con
resistencia de carga resistiva.
Para impedir la formación de arcos
voltaicos, se puede utilizar un circuito RC
conectado en paralelo al contacto.
100 mV…60 V
1 mA…300 mA
>12 V
1 mA…1 A
>12 V
10 mA…10 A
>17 V
>5 mA
>12 V
>100 mA
electronics
Material de contacto
>17 V
>5 mA
µV…30 V
µA…200 mA
100 mV
10 µA
Con una frecuencia de conexión 1/T, el
condensador debería haber cedido su
carga antes de que el contacto se abra de
nuevo. En general, esto está garantizado
si se elige C < T/2R.
Circuitos de corriente continua con
resistencia de carga inductiva.
Mientras que en los casos de carga
resistiva hay una tensión máxima de
conmutación U en el contacto, con una
carga inductiva pueden producirse picos
de tensión en el instante de conexión 10
veces más altos.
Tensión de contacto
[V]
Circuito RC en paralelo al contacto
oro
plata
cobre
paladio
platino
wolframio
rodio
Corriente de contacto [A]
Límite de arcos voltaicos de metales de
contacto puros
En el instante de contacto, la tensión UC salta
en el contacto desde cero hasta el valor
UxR/(R+RL) y después sube siguiendo la
función UC = U (1 e-t/ ), en la que t = (R + RL) x
C. La resistencia R tiene que ser lo suficientemente grande para que en el instante de
conexión la suma de la corriente de descarga
del condensador y la corriente de conmutación
sea más pequeña que la corriente de irrupción
máxima permitida.
R > U / (Izul U/R)
descarga luminiscente, descarga de
chispa y descarga por arco voltaico
Diagrama de tensiones en el contacto
del relé con carga inductiva
439
flare
flare
Relés
Para evitar las descargas perjudiciales es
necesario, por lo tanto, impedir una
interrupción repentina del flujo de corriente
y, al mismo tiempo, tener cuidado para
que la elevación de tensión en el contacto
determinada por la desaparición del campo
magnético transcurra más lentamente que
la apertura del contacto. Con ello, se
contrarresta que se origine una descarga y
se forma lo más rápidamente posible,
después de la apertura del contacto, una
rendija de aire cuya tensión de inicio está
situada muy por encima de la tensión que
se forma en los contactos. Para este fin,
también se puede utilizar aquí un circuito
RC situado en paralelo al contacto.
Circuito
de la carga
Retardo de caída
adicional
Limitación de tensióninducción definida
Diodo
grande
sí (UD)
conexión en serie mediano a pequeño sí (UZD)
Diodo / diodo Z:
Diodo de supresiónmediano a pequeño sí (UZD)
Varistor
mediano a pequeño sí (UVDR)
RCCombinación
mediano a pequeño no
Circuito RC con carga inductiva
En el instante de la apertura del contacto,
fluye en el condensador una corriente de
carga que disminuye según una función
logarítmica de e. De esta forma, la disminución de la corriente que fluye a través
de la inductancia se hace más lenta y, al
mismo tiempo, se reduce el valor de pico
de la tensión producida en el contacto.
Para el dimensionamiento del condensador
sirve como valor de aproximación práctico
C ( F) I2/10 (A)
en el que I es la corriente de conmutación
correspondiente. La resistencia tiene que
calcularse de modo que la suma de la
corriente de descarga del condensador y la
corriente de commutación sea de nuevo
más pequeña que la corriente de irrupción
permitida.
Otra posibilidad reside en la conexión en
paralelo de un circuito RC a la carga misma
(véase la representación más arriba). El
efecto de esta protección es el mismo. La
desventaja de ambas disposiciones es la
utilización de condensadores relativamente mayores y, con ello, más caros.
Circuito de protección con carga de
corriente alterna
En este caso de aplicación se puede
conectar como protector de contacto una
resistencia VDR (Voltage Dependent
Resistor), también llamada Varistor, en
paralelo a la carga. La resistencia de este
elemento es reducida con tensiones altas
y alta con tensiones reducidas. Los
varistores son muy adecuados, por lo
tanto, para la supresión de arcos voltaicos
en circuitos de corriente alterna. La tabla 2
proporciona una sinopsis sobre otras
posibilidades para suprimir los arcos
voltaicos. Conexiones y diagramas de
tensiones correspondientes:
440
Efecto
Ventajas /
de atenuación desventajas
bipolar
no
Ventajas:
realización sencilla de precio
reducido fiable el dimensionamiento no es esencial
tensión de inducción pequeña
Desventajas:
Atenuación sólo a través de
resistencia de carga
Elevado retardo de caída
no
Ventajas:
el dimensionamiento no es
esencial
Desventajas:
Atenuación sólo por encima
de UZD
sí
Ventajas:
de precio reducido
el dimensionamiento no es
esencial adecuado para
tensión AC limitación de picos
positivos
Desventajas:
Atenuación sólo por encima
de UZD
sí
Ventajas:
gran absorción de energía
el dimensionamiento no es
esencial adecuado para
tensión AC
Desventajas:
Atenuación sólo por encima
de UVDR
sí
Ventajas:
Atenuación HF del almacenamiento de energía adecuado
para tensión AC. Atenuación
independientedel nivel
Desventajas:
el dimensionamiento exacto
es necesario elevado valor
máximo de cresta de la
corriente de irrupción
sensible a las ondas armónicas
Sinopsis de las medidas de protección en la salida de conmutación
Diodo:
Varistor:
Ventaja:
utilizable con todas las potencias, Ventaja:
sobretensión reducida, necesidad
de espacio reducida, económico
Desventaja:
Desventaja: retardo de retroceso muy grande
Diodo y diodo Z:
Ventaja:
sobretensión reducida (determinada por el diodo Z),
retardo de retroceso reducido
Desventaja: no se puede utilizar con
potencias grandes
retardo de retroceso
reducido, económico
no se puede utilizar con
todas las tensiones de
servicio ni potencias
Combinación RC:
Ventaja:
sobretensión reducida,
retardo de retroceso reducido
Desventaja: mayor carga de corriente de
los contactos al conectar,
cuando la potencia aumenta
resulta más complicado y caro
flare
Vida útil
Curva de vita útil
En los relés hay que distinguir entre la
vida útil mecánica y la vida útil eléctrica.
La vida útil mecánica define el número
máximo de contactos sin carga de
contacto, la vida útil eléctrica describe la
frecuencia de conexión con una potencia
de conmutación máxima y carga resistiva.
Una potencia de conmutación más
reducida aumenta estos valores en gran
medida. La siguiente imagen muestra la
relación típica entre la corriente de
conmutación y la vida útil de un relé. Los
datos correspondientes a los relés se
pueden consultar en las hojas de datos del
producto.
predeterminado o bien se ajusta por
medio de un conmutador. Dentro del
intervalo de temporización, el ajuste fino
se lleva a cabo con un potenciómetro.
Como indicación de estado, que muestra
el estado de conexión del relé, se ha
integrado un LED.
De conexión momentánea
Tipos de temporización:
Con retardo a la conexión
Al aplicar la tensión de servicio; el relé
cambia a posición de trabajo y se desconecta después de un tiempo ajustado
carga resistiva de 30 V DC
carga resistiva de 125 V AC
Al aplicar la tensión de servicio; después del
tiempo ajustado, el relé se activa en su
posición de trabajo (conexión).
Con retardo a la desconexión por
control externo (UST)
Curva típica de vida útil de un relé
Separación segura – VDE 0106
Intermitente, comenzando con un pulso
La separación segura de los circuitos de
conmutación acoplados significa, en el
caso de los relés, que la tensión de
separación entre el circuito de maniobra y
el de carga también se conserve en caso
de error mecánico (varilla soldada doblada,
alambre roto o rotura del muelle). Cuando
se utilizan relés de estado sólido o relés
electrónicos de carga, esta demanda se
consigue por medio de un aislamiento
doble o reforzado.
El fundamento de una separación segura
viene dado por las normas DIN 50178,
VDE 0106 y 109. Para los relés de estado
sólido también hay que atenerse a la
VDE 0884.
Al aplicar la tensión de servicio; el relé se
activa y se desactiva de forma simétrica.
En este caso empieza por activación ó pulso.
Todos los elementos Wieland proporcionan una separación segura siguiendo
estas directrices.
Relés temporizadores
Los relés temporizadores Wieland son
relés electromecánicos con temporización
integrada. La temporización está definida
según la norma VDE 0435 parte 201/5.83.
El intervalo de temporización respectivo
depende del tipo utilizado y está o bien
Al aplicar la tensión de servicio; el relé
permanece en posición de reposo:
aplicar la tensión de maniobra (control
externo UST); el relé cambia a posición de
trabajo.
Al interrumpir la tensión de maniobra; se
activa el periodo de retardo; una vez
transcurrido el tiempo, el relé se desconecta
Intermitente, comenzando con una
pausa
Aplicar la tensión de servicio; el relé se
activa y se desactiva de forma simétrica.
En este caso empieza por desactivación ó
pausa.
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electronics
Intensidad (A)