Relés eletromagnético em miniatura
(10 567)A função desempenhada pelos relés eletromagnéticos é trivial, mas extremamente importante. Trata-se de elementos eletromecânicos que permitem controlar altas correntes (cargas) por meio de sinais de intensidade relativamente baixa e também, se necessário, de baixa tensão. Também podem desempenhar a função oposta, por exemplo, ligar uma lâmpada no painel, sinalizando o fluxo de alta corrente no circuito controlado.
Um relé eletromagnético é composto por uma bobina e contactos fechados, deslocando-os sob a influência de um eletroíman. Por outras palavras: a aplicação de tensão à bobina provoca o fecho ou a abertura de um circuito independente dela (ou vários circuitos, consoante a configuração dos terminais).
Os relés eletromagnéticos são dispositivos conhecidos na automatização há muitas décadas. A sua configuração ainda sofre algumas alterações, mas as vantagens e limitações destes elementos continuam a ser os mesmos. A principal vantagem é o isolamento dos circuitos de controlo e controlados. Isto dá aos relés eletromagnéticos uma certa vantagem sobre alternativas como os circuitos eletrónicos baseados em semicondutores (transístores). Esta característica é apreciada principalmente na indústria da eletrónica e dos eletrodomésticos, onde a segurança dos utilizadores é muito importante, até mesmo em caso de funcionamento incorreto do dispositivo. Em muitos casos, outra vantagem dos relés é também a simplicidade da sua construção e a facilidade de implementação em circuitos eletrónicos/elétricos. Substituir o relé no controlador, no parque de máquinas ou no automóvel não será problemático. Muitos relés foram concebidos para uma montagem e desmontagem rápidas, estão integrados em conectores específicos e são produzidos em formatos padrão, o que facilita o trabalho de mecânicos, técnicos de manutenção, etc. Infelizmente, os relés também têm os seus inconvenientes: ainda que as correntes de controlo sejam pequenas, no caso das aplicações de poupança de energia podemos considerá-las significativas (dezenas ou centenas de miliamperes). Como são componentes mecânicos, têm um certo grau de suscetibilidade a falhas e não conseguem igualar os seus homólogos semicondutores com a frequência de comutação.
Analisemos as características básicas dos relés eletromagnéticos, que devem ser tidas em conta ao escolher os elementos adequados para a aplicação desenhada ou ao procurar um substituto para um elemento avariado.
Configuração dos contactos de relé
O primeiro aspeto é a configuração dos contactos. As abreviaturas básicas são os símbolos NO e NC, provenientes do inglês “Normally Open” (Normalmente Aberto) e “Normally Closed” (Normalmente Fechado). Isto significa que o circuito controlado por relé normalmente pode estar fechado ou aberto, consoante as necessidades. Naturalmente, caso a tarefa do relé seja interromper o funcionamento do dispositivo apenas temporariamente, utilizaremos um relé que fecha o circuito controlado quando está inativo. Desta forma, o elemento estará sujeito a um desgaste limitado (e não consumirá energia durante o funcionamento normal do dispositivo).
Além das abreviaturas NO e NC, as configurações de contacto mais comuns são:
SPST (Single Pole Single Throw) – O interruptor mais simples que fecha ou abre um contacto de entrada com um contacto de saída.
SPDT (Single Pole Double Throw) – Um único interruptor cujo contacto de entrada pode estar numa de duas posições, isto é, em curto-circuito com um dos dois contactos de saída. A ligação a um deles é fechada quando não se aplica tensão à bobina do relé.
DPST (Double Pole Single Throw) – Interruptor duplo. Um único sinal de controlo ativa dois circuitos independentes. Por meio desse relé, por exemplo, é possível efetuar o controlo de carga, e uma luz indicadora indica que o dispositivo está ligado.
DPDT (Double Pole Double Throw) – Dois interruptores cujos contactos de entrada podem estar numa de duas posições, isto é, em curto-circuito com um dos dois contactos de saída.
Os clientes da TME que procurem configurações de terminais mais atípicas podem utilizar os desenhos técnicos visíveis depois de passar o rato sobre o ícone de informação no campo “Configuração de contacto” (é um dos filtros visíveis na parte superior da página).
Parâmetros básicos dos relés eletromagnéticos
Além da configuração dos contactos, os parâmetros importantes dos relés estão relacionados principalmente com as suas características elétricas. Devemos distinguir aqui:
Versão do relé – Define as características gerais do componente (p. ex., é utilizado para o controlo de sinais ou é resistente a grandes correntes de irrupção de cargas indutivas como motores?). Também encontramos aqui uma distinção entre elementos biestáveis e monoestáveis. Os relés biestáveis, como o nome indica, não mudam de estado depois de desconectar a tensão de controlo.
Tensão nominal da bobina – A tensão ótima que deve ser aplicada à bobina para que o relé realize a sua função. A aplicação de uma tensão baixa será insuficiente para energizar o circuito, ao passo que uma tensão demasiado alta poderá danificar o solenóide. Também é importante distinguir entre sistemas operados por corrente contínua e alternada.
Tensão máxima comutável – A diferença de potencial mais alta que pode ocorrer no circuito controlado. Exceder este valor pode não só danificar o relé, como também provocar avarias e falhas do controlador (o que, por sua vez, representa uma ameaça à saúde e à vida dos operadores!). O mesmo se aplica ao parâmetro de Carga máxima dos contactos de CA.
Montagem, tamanho e raster de saída – Os relés costumam ter um sistema de saída característico, que evita a sua incorreta instalação. No caso dos componentes montados numa placa de circuito impresso, o sistema de saída costuma ser compatível com o raster típico (2,54 mm, 5,08 mm, etc.). Também há versões de relés de montagem em superfície (SMT). No entanto, no caso das soluções industriais, os elementos mais comuns são montados numa tomada, o que facilita a substituição do relé e minimiza a resistência das ligações.
Resistência da bobina – Este parâmetro permite-lhe determinar qual o consumo de energia que poderá esperar ao usar determinado elemento. Também permite estimar se o relé não ficará sobreaquecido.
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