Relè elettromagnetici miniaturizzati
(11 130)La funzione svolta dai relè elettromagnetici è banale, ma estremamente importante. Si tratta di componenti elettromeccanici che consentono la gestione di correnti (carichi) elevati con l'utilizzo di segnali a relativamente bassa intensità e, se necessario, bassa tensione. Possono anche svolgere la funzione opposta, ad es. accendere una spia su un quadro, segnalare il flusso di alta corrente nel circuito gestito.
Il relè elettromagnetico è costituito da una bobina e da contatti cortocircuitati mediante il loro spostamento sotto l'azione di un elettromagnete. In altre parole: l'applicazione della tensione alla bobina porta alla chiusura o all'apertura di un circuito indipendente da esso (o più circuiti, a seconda della configurazione delle uscite).
I relè elettromagnetici sono dispositivi noti nell'automazione da molti decenni. La loro struttura sta ancora subendo alcune modifiche, tuttavia i vantaggi e i limiti di questi componenti rimangono stessi. Il vantaggio principale è l'isolamento dei circuiti: tra quello di comando e quello comandato. Ciò offre ai relè elettromagnetici un certo vantaggio rispetto ad alternative come i circuiti elettronici basati su semiconduttori (transistor). Questa caratteristica viene apprezzata principalmente nell'industria degli apparecchi radiotelevisivi e degli elettrodomestici, dove la sicurezza dell'utente è importante, anche in caso di funzionamento improprio del dispositivo. In molti casi, il vantaggio dei relè si rivela essere anche la semplicità della loro struttura e la facilità di implementazione nei circuiti elettronici/elettrici. La sostituzione del relè nel controller, nel parco macchine, così come nell'auto, non causa problemi. Molti relè sono progettati per un montaggio e uno smontaggio rapido, sono incorporati in basette dedicate e prodotte in formati standard, in modo da rendere più facile il lavoro di meccanici, tecnici della manutenzione, ecc. Sfortunatamente, anche i relè presentano degli svantaggi, anche se le correnti di comando sono piccole, nel caso di applicazioni a risparmio energetico possono essere considerate significative (decine o centinaia di milliampere). Poiché si tratta di componenti meccanici, sono caratterizzati da un certo grado di suscettibilità a guasti e non sono anche in grado di rivaleggiare con i loro corrispondenti a semiconduttori in termini di frequenza di commutazione.
Diamo un'occhiata alle caratteristiche base dei relè elettromagnetici da tenere a mente durante la scelta di componenti appropriati per l'applicazione progettata o per la sostituzione del componente guasto.
Configurazione dei contatti del relè
Il primo aspetto è la configurazione dei contatti. Le abbreviazioni più utilizzate sono costituite dai simboli: NO e NC, che derivano dalla lingua inglese "normally open" e "normally closed". Ciò significa che il circuito controllato dal relè può essere normalmente chiuso o normalmente aperto, a seconda delle esigenze. Naturalmente, nel caso in cui il compito del relè sia quello di interrompere il funzionamento del dispositivo solo temporaneamente - utilizzeremo un relè che a riposo chiude il circuito comandato. In questo modo il componente sarà soggetto a una minore usura (e non consumerà energia durante il normale funzionamento del dispositivo).
Oltre alle abbreviazioni NO e NC, il più delle volte possiamo incontrare le seguenti configurazioni dei contatti:
SPST (Single Pole Single Throw) - l'interruttore più semplice, che cortocircuita o apre il contatto di ingresso con il contatto di uscita.
SPDT (Single Pole Double Throw) - interruttore singolo il cui contatto di ingresso può essere in una delle due posizioni, ossia può essere cortocircuitato con uno dei due contatti di uscita. Il collegamento con uno di essi sarà chiuso quando non è presente alcuna tensione sulla bobina del relè.
DPST (Double Pole Single Throw) – interruttore doppio. Un singolo segnale di comando collega due circuiti indipendenti. Con l'aiuto di tale relè è possibile realizzare allo stesso tempo, ad es. il controllo del carico e tramite una spia segnalare l'accensione del dispositivo.
DPDT (Double Pole Double Throw) - interruttore doppio in cui contatti di ingresso possono essere in una delle due posizioni, ossia possono essere cortocircuitati con uno dei due contatti di uscita.
I clienti della TME alla ricerca di soluzioni meno comuni possono utilizzare i disegni tecnici visualizzati quando si passa il mouse sull'icona delle informazioni nel campo "Configurazione dei contatti" (si tratta di uno dei filtri visibili nella parte superiore della pagina).
Parametri base dei relè elettromagnetici
Oltre alla configurazione dei contatti, i parametri rilevanti dei relè riguardano principalmente le loro caratteristiche elettriche. A questo punto dobbiamo distinguere:
Versione del relè - definisce le caratteristiche generali del componente (ad es. se questo viene utilizzato per gestire dei segnali o è resistente a elevate correnti di spunto di carichi induttivi, quali motori). Inoltre è presente una suddivisione in elementi bistabili e monostabili. I relè bistabili, come suggerisce il nome stesso, non cambiano il loro stato quando la tensione di comando viene scollegata.
Tensione nominale della bobina - tensione ottimale da applicare alla bobina affinché il relè possa svolgere la propria funzione. La trasmissione di una tensione troppo bassa non sarà sufficiente per attivare il circuito, mentre una tensione troppo alta potrà danneggiare l'elettromagnete. Inoltre è importante distinguere tra circuiti alimentati con corrente alternata o continua.
Tensione massima commutabile - la più alta differenza di potenziale che può verificarsi nel circuito controllato. Il superamento di questo valore può comportare non solo danni al relè, ma anche scariche disruptive e il danneggiamento del controller (ciò a sua volta costituisce una minaccia per la salute e la vita degli operatori!). Lo stesso vale per il parametro Portata massima dei contatti AC.
Montaggio, dimensioni e raster delle uscite - i relè di solito hanno un sistema di uscite caratteristico, che impedisce la loro installazione in modo errato. Per i componenti montati su scheda PCB, il sistema di uscite è solitamente compatibile con i raster tipici (2,54 mm, 5,08 mm, ecc.). Esistono anche versioni di relè montate superficialmente (SMT). Tuttavia, nel caso delle soluzioni industriali, il più delle volte incontriamo componenti montati su basette: ciò facilita la sostituzione del relè e riduce al minimo la resistenza dei collegamenti.
Resistenza della bobina - questo parametro consente di determinare quale consumo energetico ci si aspetta utilizzando il componente. Consente inoltre di stimare se il relè tenderà a surriscaldarsi.
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