En los últimos años, junto con el rápido desarrollo científico y tecnológico, los equipos de automatización se han utilizado ampliamente en diversas industrias. En el proceso de construcción y desarrollo de ingeniería eléctrica, la automatización de aparatos eléctricos de bajo voltaje es una de las principales aplicaciones de la tecnología de automatización en ingeniería eléctrica.
Entre la mayoría de los aparatos eléctricos de automatización de bajo voltaje, los relés son componentes indispensables. Mediante la aplicación de relés, se puede garantizar eficazmente el buen funcionamiento de los aparatos eléctricos automatizados de bajo voltaje, promoviendo así el desarrollo de la ingeniería eléctrica. Por lo tanto, analizar y comprender los tipos de relés puede ayudarnos a utilizar mejor la tecnología eléctrica de automatización.
Clasificación por finalidad:
Relé de control:
Se utiliza para controlar el encendido, apagado o conmutación del circuito.
Un relé de control es un dispositivo de conmutación eléctrica que se utiliza para controlar el encendido, apagado o conmutación de un circuito. Generalmente consta de un componente electromagnético y contactos de interruptor.
Cuando se energiza la bobina electromagnética del relé de control, el campo magnético generado atrae o repele los contactos del interruptor, permitiendo así encender o apagar otros dispositivos o cargas en el circuito de control, logrando funciones de control para el circuito.
Específicamente, cuando se energiza la bobina electromagnética del relé de control, el campo magnético generado hace que los contactos se muevan, logrando así el encendido, apagado o conmutación del circuito. Esta acción puede cerrar los contactos (como en los relés normalmente abiertos) o abrirlos (como en los relés normalmente cerrados), según los requisitos específicos de la aplicación para controlar la carga o el dispositivo en el circuito.
Los relés de control se utilizan ampliamente en diversos campos, como sistemas de automatización, equipos industriales, sistemas de energía y electrodomésticos. Por ejemplo, en la automatización industrial, los relés de control se pueden utilizar para controlar el arranque/parada de la máquina, el cambio de dirección, la regulación de la velocidad y otras funciones; En los electrodomésticos, los relés de control se pueden utilizar para controlar el encendido/apagado de luces, ventiladores, cocinas de inducción y otros dispositivos.
En resumen, los relés de control logran el control de circuitos a través de principios electromagnéticos y poseen características tales como estructura simple, alta confiabilidad y uso flexible, lo que los convierte en uno de los dispositivos importantes más utilizados en el campo del control eléctrico.
Relé de protección:
Se utiliza para monitorear el estado del circuito. Una vez que se detectan condiciones anormales como sobrecarga o cortocircuitos, se activan acciones protectoras para salvaguardar los equipos y los circuitos.
Los relés de protección son dispositivos importantes en los sistemas eléctricos que se utilizan para monitorear el estado de los circuitos y tomar medidas de protección cuando se detectan anomalías para evitar daños al equipo o fallas en el circuito. Sus funciones incluyen:
- Monitoreo del estado del circuito: los relés de protección monitorean parámetros como la corriente, el voltaje y la frecuencia en los circuitos para garantizar un funcionamiento normal.
- Detección de anomalías: una vez que se producen anomalías como sobrecarga, cortocircuito o fallas a tierra en el circuito, los relés de protección las detectan y responden en consecuencia.
- Acción protectora: cuando se detectan anomalías, los relés de protección inician acciones protectoras como cortar la energía, desconectar circuitos defectuosos o emitir alarmas para proteger circuitos y equipos.
Los tipos de relés de protección incluyen:
- Relés de protección contra sobrecargas : Monitorean la corriente en el circuito, considerándola como sobrecarga si excede el valor nominal.
- Relés de protección contra cortocircuitos: Monitorizan la corriente en el circuito, considerándola como cortocircuito si alcanza o supera el umbral establecido.
- Relés de protección de falla a tierra: monitorean la situación de conexión a tierra en el circuito y toman medidas de protección cuando se detecta una falla a tierra.
- Relés de protección contra sobretensión y subtensión: Monitorean la tensión en el circuito, tomando medidas de protección si excede o cae por debajo del umbral establecido.
- Relés de protección de sobrefrecuencia y baja frecuencia: Monitorean la frecuencia en el circuito, tomando medidas de protección si excede o cae por debajo del rango de frecuencia establecido.
El principio de funcionamiento implica:
- Obtención de información de parámetros de circuitos a través de sensores como transformadores de corriente y transformadores de tensión.
- Ingresar información de parámetros en comparadores o unidades de control en relés de protección.
- Comparación de parámetros con umbrales preestablecidos.
- Activar acciones protectoras cuando los parámetros exceden o alcanzan los umbrales preestablecidos.
Las aplicaciones de los relés de protección incluyen sistemas de energía (generadores, transformadores, sistemas de distribución), sistemas industriales ( motores, sistemas de control ) y sistemas de construcción (ascensores, sistemas de aire acondicionado).
Las ventajas de los relés de protección incluyen mejorar la seguridad y confiabilidad del circuito, prevenir daños al equipo y fallas del circuito, y garantizar el monitoreo en tiempo real y una respuesta rápida a situaciones anormales para proteger la seguridad del equipo y del personal.
En resumen, los relés de protección desempeñan un papel crucial en los sistemas eléctricos al monitorear el estado del circuito y tomar medidas de protección cuando ocurren anomalías, garantizando el funcionamiento seguro de los circuitos y equipos.
Relé de tiempo:
Tiene una función de retardo de tiempo y activa la acción después de un retardo de tiempo establecido.
Un relé de tiempo es un dispositivo eléctrico equipado con función de retardo de tiempo, que ejecuta acciones específicas después de un tiempo de retardo preestablecido.
Funciones:
- Funcionalidad de retardo de tiempo: los relés de tiempo pueden retrasar la ejecución de acciones específicas durante un período determinado, como la conexión o desconexión de un circuito.
- Configuración de tiempo: los usuarios pueden configurar el tiempo de retraso según sea necesario, generalmente en segundos, minutos u horas.
- Control de acciones: Los relés de tiempo pueden controlar diversas acciones de equipos eléctricos, como conmutación, conexión o desconexión de circuitos, arranque o parada de motores, etc.
Tipos:
- Relé de retardo de encendido: Inicia el cronometraje después de que se desconecta la señal de disparo, ejecutando acciones después del tiempo de retardo establecido.
- Relé de retardo de APAGADO: Inicia el cronometraje después de que se conecta la señal de disparo, ejecutando acciones después del tiempo de retardo establecido.
- Relé de reinicio: Inicia el cronometraje después de que desaparece la señal de disparo, ejecutando acciones después del tiempo de retardo establecido.
Principio de funcionamiento:
- Los relés de tiempo normalmente constan de un temporizador, un relé y un circuito de control.
- Cuando se activa la señal de entrada, el temporizador comienza a contar.
- Luego de alcanzar el tiempo de retardo establecido, el circuito de control activa el relé para realizar la acción correspondiente.
- Una vez completada la acción, el relé vuelve a su estado inicial, esperando la siguiente señal de activación.
Aplicaciones:
- Control de arranque: Se utiliza para retrasar el arranque de motores u otros equipos para evitar daños causados por fluctuaciones en el voltaje de la red.
- Control de protección: Retrasa la desconexión del circuito cuando ocurren fallas en el sistema, permitiendo que el sistema se recupere o se someta a las reparaciones necesarias.
- Control de seguridad: Se utiliza para activar dispositivos de seguridad o sistemas de alarma, permitiendo al personal evacuar de áreas peligrosas.
Ventajas:
- Proporciona control de retardo de tiempo flexible adecuado para diversos escenarios de aplicación.
- Aumenta la confiabilidad y seguridad de los sistemas eléctricos.
- Puede reducir el impacto en el equipo, extendiendo su vida útil.
Los relés de tiempo se utilizan ampliamente en los campos de automatización y control industrial, proporcionando un control de tiempo preciso y una funcionalidad y protección esenciales para diversos sistemas eléctricos.
Relé térmico:
Controla los circuitos mediante respuesta térmica.
Un relé térmico es un dispositivo eléctrico que controla circuitos mediante una respuesta térmica. Utiliza el calor generado por la corriente que pasa a través del relé para controlar su funcionamiento.
Principio de funcionamiento:
- Los relés térmicos suelen incluir un componente termosensible, como una resistencia térmica o un diodo térmico.
- Cuando la corriente pasa a través del relé, el componente termosensible se calienta, provocando un aumento de temperatura.
- Cuando la temperatura del componente termosensible alcanza un cierto umbral, provoca la liberación de calor dentro del relé, lo que da como resultado el funcionamiento del relé.
- La operación del relé puede ser conectar el circuito, desconectar el circuito o realizar otras acciones de control, dependiendo del diseño y escenario de aplicación del relé térmico.
Características:
- Protección contra sobrecarga: los relés térmicos se utilizan comúnmente para protección contra sobrecarga. Cuando la corriente excede el valor nominal, la liberación de calor dentro del relé desencadena su funcionamiento, desconectando el circuito para proteger equipos y circuitos.
- Control de temperatura: Los relés térmicos también se pueden utilizar para el control de temperatura. Cuando la temperatura ambiente excede un umbral establecido, la operación del relé realiza las acciones de control correspondientes, como arrancar o detener ventiladores o calentadores para mantener el equipo dentro de un rango de temperatura seguro.
- Protección térmica: en algunos casos, los relés térmicos también se pueden utilizar para evitar riesgos de seguridad causados por el sobrecalentamiento del equipo, como la protección contra el sobrecalentamiento del motor.
Aplicaciones:
- Protección del motor: Se utiliza para la protección contra sobrecarga de los motores para evitar daños debido a la sobrecarga.
- Sistemas de aire acondicionado: Se utiliza para la protección del compresor en sistemas de aire acondicionado para evitar daños al compresor debido a sobrecarga o sobrecalentamiento.
- Equipo de calefacción: Se utiliza para controlar la temperatura de los equipos de calefacción para garantizar un funcionamiento seguro dentro de un rango de temperatura específico.
- Sistemas de iluminación: Se utilizan para la protección contra sobrecargas de las lámparas para evitar daños a las mismas debido a sobrecargas.
Ventajas:
- Simple y confiable: El principio de funcionamiento de los relés térmicos es simple y confiable y no se ve afectado por las condiciones ambientales externas.
- Respuesta rápida: debido al control mediante respuesta térmica, los relés térmicos suelen tener una velocidad de respuesta rápida.
- Versatilidad: Los relés térmicos se pueden aplicar a diversos circuitos y dispositivos, con una amplia gama de aplicaciones.
En conclusión, los relés térmicos controlan los circuitos a través de la respuesta térmica, brindando funciones como protección contra sobrecarga y control de temperatura. Son dispositivos de protección eficaces y de uso común para diversos equipos y sistemas eléctricos.
Clasificación por Estructura:
Relé mecánico:
Opera contactos mecánicos a través de fuerza electromagnética para lograr la conmutación del circuito.
Un relé mecánico es un dispositivo eléctrico que controla el circuito de encendido y apagado utilizando fuerza electromagnética para mover los contactos mecánicos. Utiliza el campo magnético generado por la corriente que pasa a través de la bobina del relé para atraer o liberar componentes mecánicos, controlando así el estado abierto y cerrado de los contactos.
Estructura:
Un relé mecánico normalmente consta de componentes como una bobina, un núcleo de hierro, contactos y resortes.
- Bobina: Genera un campo electromagnético cuando se energiza, produciendo fuerza suficiente para mover el núcleo de hierro y los contactos.
- Núcleo de hierro: Se mueve bajo la influencia de una fuerza electromagnética, cambiando así el estado de los contactos.
- Contactos: Conectados al núcleo de hierro, cierran o interrumpen el circuito cuando se produce un movimiento mecánico.
Principio de funcionamiento:
- Cuando la corriente fluye a través de la bobina del relé, genera un campo magnético que atrae el núcleo de hierro.
- El movimiento del núcleo de hierro activa componentes mecánicos, provocando el cierre o apertura de los contactos.
- El cambio de estado de los contactos controla el encendido-apagado del circuito, logrando la función correspondiente.
Tipos:
- Relé unipolar de una vía (SPST): Tiene un solo conjunto de contactos, capaz de controlar el encendido y apagado de un circuito.
- Relé unipolar de doble vía (SPDT): tiene un conjunto de contactos pero puede controlar dos circuitos diferentes, lo que permite la conmutación de encendido y apagado.
- Relé bipolar de doble vía (DPDT): Tiene dos conjuntos de contactos, capaces de controlar dos circuitos diferentes para un control de encendido y apagado más complejo.
Aplicaciones:
- Sistemas de control automático: Se utiliza para control lógico y transmisión de señales en sistemas de automatización.
- Sistemas de energía: Empleados para protección, control y regulación de sistemas de energía.
- Equipo industrial: Utilizado para operaciones de conmutación y control eléctrico en diversos equipos industriales.
- Electrodomésticos: Se utiliza para funciones de control en electrodomésticos como aires acondicionados y lavadoras.
Ventajas:
- Alta confiabilidad: los relés mecánicos tienen alta confiabilidad, adecuados para diversos entornos y condiciones de trabajo.
- Rentabilidad: los relés mecánicos suelen tener costos más bajos en comparación con otros tipos de relés.
- Versatilidad: los relés mecánicos son aplicables a diversos circuitos y escenarios de aplicación, lo que muestra una gran versatilidad.
En resumen, los relés mecánicos controlan el circuito de encendido y apagado impulsando el movimiento de los componentes mecánicos a través de la fuerza electromagnética, controlando así la apertura y el cierre de los contactos. Encuentran amplias aplicaciones en sistemas de automatización, sistemas de energía, equipos industriales y electrodomésticos.
Relé de estado sólido:
Utiliza dispositivos semiconductores (como tiristores, MOSFET, etc.) para el control, sin piezas mecánicas móviles, con respuesta rápida y larga vida útil.
Un relé de estado sólido (SSR) es un dispositivo eléctrico que utiliza componentes semiconductores como tiristores o transistores de efecto de campo para el control. Carece de piezas mecánicas móviles y logra el control de encendido y apagado del circuito mediante la conducción o el bloqueo de dispositivos semiconductores.
Principio de funcionamiento:
El componente central de un relé de estado sólido suele ser un dispositivo semiconductor, comúnmente un tiristor o un transistor de efecto de campo.
Cuando se aplica una señal de control al terminal de control del SSR, el dispositivo semiconductor se activa, provocando un cambio en el estado de encendido y apagado del circuito.
Cuando la señal de activación se aplica al terminal de control, el dispositivo semiconductor conduce, cerrando el circuito; cuando la señal de activación se detiene, el dispositivo semiconductor se bloquea, abriendo el circuito.
Ventajas:
- Respuesta rápida: Los relés de estado sólido, desprovistos de piezas mecánicas móviles, exhiben tiempos de respuesta muy rápidos y normalmente completan acciones en microsegundos o milisegundos.
- Larga vida útil: debido a la ausencia de movimiento mecánico, los relés de estado sólido generalmente tienen una vida útil más larga en comparación con los relés mecánicos, capaces de realizar más operaciones de conmutación.
- Sin ruido: Al no haber movimientos mecánicos, los relés de estado sólido funcionan sin generar ruido, lo que los hace adecuados para aplicaciones sensibles al ruido.
- Sin desgaste de contacto: Los relés de estado sólido no tienen contactos, lo que evita fallas o conexiones deficientes relacionadas con el desgaste de los contactos, lo que resulta en una mejor estabilidad y confiabilidad.
Aplicaciones:
- Sistemas de Automatización: Se utilizan en automatización de fábricas, control de máquinas, etc., para lograr un control rápido y preciso de los equipos.
- Sistemas de energía: Empleados en sistemas de energía para protección, regulación y control, como para conmutar circuitos o controlar motores.
- Equipo médico: debido a su silencio y su larga vida útil, los relés de estado sólido son adecuados para aplicaciones de equipos médicos que requieren poco ruido y alta estabilidad.
- Electrodomésticos: Utilizado en funciones de control de electrodomésticos como hornos, hornos microondas, calentadores de agua, etc.
Tipos:
- Relé de estado sólido de un solo canal: Tiene un solo canal de control, adecuado para controlar un solo circuito.
- Relé de Estado Sólido Multicanal: Equipado con múltiples canales de control, capaz de controlar simultáneamente múltiples circuitos o dispositivos.
En conclusión, los relés de estado sólido logran un control rápido y confiable de circuitos a través de dispositivos semiconductores, ofreciendo ventajas como respuesta rápida, larga vida útil y silencio. Encuentran aplicaciones en diversos campos, como sistemas de automatización, sistemas de energía y electrodomésticos.
Línea de fondo
En resumen, la clasificación de los relés industriales proporciona una comprensión integral de sus tipos y funciones. Los relés de control, protección, tiempo, térmicos y mecánicos desempeñan funciones cruciales para lograr un control preciso del circuito, proteger el equipo, proporcionar funcionalidad de retardo de tiempo y garantizar un funcionamiento confiable en diversos sistemas eléctricos.
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