Aplicaciones de los Relevadores Finder

Definición de un relevador

Un relé o relevador, es un interruptor que permite el paso de la corriente eléctrica (flujo de los electrones) a través de un circuito eléctrico cuando sus contactos están cerrados, e interrumple el paso al abrir dichos contactos.

A grandes rasgos, un relé es como una llave de paso que controla el flujo del agua a través de una tubería. En principio, la llave puede estar abierta o cerrada, lo que implica que el agua fluya o no, lo mismo pasa con la energía eléctrica, cuando el circuito está cerrado, la corriente eléctrica puede fluir libremente y cuando el circuito está abierto se interrumpe el flujo de la corriente.

Funciones de un relevador

Principalmente los relevadores se utilizan para controlar la conexión y desconexión de cargas eléctricas, como motores o circuitos de iluminación. También se utilizan como intermediarios para llevar señales de entrada, por ejemplo la de un interruptor de límite de carrera, hacia un controlador, tal como un PLC.

Partes de un relevador

Un relevador tiene tres partes principales a considerar:

1 . Bobina: La bobina es un hilo de material conductor de electricidad, generalmente cobre, que se encuentra enrollado en un núcleo de hierro. Cuando se conecta a una fuente de alimentación, la bobina se convierte en un campo electromagnético. Eso significa que es capaz de atraer piezas de metal, la cual permite mover la armadura.

2. Armadura: La armadura es una pieza móvil hecha de metal que es atraída hacia la bobina cuando se comporta como imán. El propósito de la armadura es empujar a los contactos para cambiar su posición.

3. Contactos: Los contactos son placas hechas de un material conductor de la electricidad que cambian de posición debido a la armadura. Los contactos se encargan de la conexión y desconexión del circuito eléctrico.

Tipos de contactos en los relevadores

Existen tres tipos principales de contactos en los relevadores:

1. Contactos normalmente abiertos: “NO” “Normally Open” o “NA” “Normalmente abierto”.

• Cuentan con dos platinos y su posición natural es abierta.

• Al aplicar tensión en la bobina del relevador, el contacto cambia la posición de sus platinos para unirlos.

• Se utilizan para cerrar un circuito eléctrico cuando se energiza la bobina del relevador.

2. Contactos normalmente cerrados: “NC” “Normally Closed” o “NC” “Normalmente cerrado”.

• También cuentan con dos platinos, pero estos se mantienen unidos de forma natural.

• Cuando se energiza la bobina del relevador se separan.

• Se utilizan para desconectar o también para impedir la conexión de un circuito eléctrico al aplicar tensión a la bobina del relevador.

3. Contactos conmutados: CO: “Changeover” o “Conmutado”.

• A diferencia de los dos tipos anteriores, estos cuentan con tres platinos ya que es la combinación de un contacto abierto y un contacto cerrado.

• Uno de los platinos cambia de posición cada vez que se energiza la bobina.

• Son prácticos en aplicaciones que requieren de un relevador que cuente con una combinación de contactos abiertos y cerrados. Por ejemplo, para un circuito de control de un motor trifásico que considere la protección contra inversión de giro.

La nomenclatura se basa en el país de origen del relevador, las establecidas aquí son las que utilizan los fabricantes europeos, como es el caso de los relevadores de Finder, sin embargo también es común ver las siguientes nomenclaturas:

• Para los NO: Contactos tipo A: “Make contacts” o normalmente abiertos.

• Para los NC: Contactos tipo B: “Break contacts” o normalmente cerrados.

• Para los CO: Contactos tipo C: “Transfer contacts” o conmutados.

Los relevadores que se producen en EUA normalmente vienen identificados de la siguiente manera:

• Para los NO: SPST-NO – “Single Pole Single Throw – Normally Open”. También se conocen como: 1 polo, 1 tiro, normalmente abiertos.

• Para los NC: SPST-NC – “Single Pole Single Throw – Normally Closed”. También se conocen como: 1 polo, 1 tiro, normalmente cerrados.

• Para los CO: SPDT – “Single Pole Double Throw”. También se conocen como: 1 polo, 2 tiros.

En el contexto de los relevadores e interruptores, el polo se refiere a la cantidad de circuitos controlados por el interruptor: los interruptores SP controlan solo un circuito eléctrico. Los interruptores DP controlan dos circuitos independientes (y actúan como dos interruptores idénticos que están unidos mecánicamente).

El tiro se refiere a la posición extrema del actuador: los interruptores ST cierran un circuito en una sola posición. Los interruptores DT cierran un circuito en la posición Arriba, así como en la posición Abajo (Encendido-Encendido).

Material de los contactos y por qué es importante

Si bien es cierto que el material estándar se desempeña relativamente bien en la mayoría de las ocasiones, existen otros que son más adecuados dependiendo de cada situación en donde sea utilizado el relevador.

Veamos las opciones que encontramos en el catálogo de Finder:

1. Plata-Níquel o AgNi.

• Este es el material estándar que se utiliza y es una combinación de plata y níquel en una concentración 90/10 (90% plata, 10% níquel).

• Es económico e ideal para la mayoría de las aplicaciones con cargas resistivas y algunas débilmente inductivas.

• Las interfaces con relevador electromecánico llevan este material en sus contactos ya que su principal aplicación es conmutar señales de entrada o salida de controladores, como los PLCs.

2. Plata-Óxido de Cadmio o AgCdO.

• Este es un material que ha sido ampliamente utilizado desde hace más de 50 años debido a su gran resistencia con cargas tipo inductivas y de motores, sobre todo por su capacidad para evitar la fusión de los contactos causados por los picos altos de corriente generados durante el arranque de motores o por la conmutación de las bobinas de grandes contactores.

• Este material viene por defecto en los relevadores de la serie 66, los cuales son perfectos para aplicaciones en las que se requiere el control de motores o bombas monofásicas de 1 o 2 HP, ya que son más compactos y económicos que un contactor.

   

3. Plata-Óxido de Estaño o AgSnO2.

• Es el material de más reciente creación, que ha venido a sustituir en algunas aplicaciones a la plata-óxido de cadmio. Tiene un alto desempeño en la gestión de grandes corrientes de pico producidas principalmente por los capacitores de corrección del factor de potencia.

• Es el resultado de un proceso de pulverización y sintetización de la plata y el óxido de estaño. Incluso el procedimiento para elaborarlo requiere un control muy preciso.

• Se utiliza principalmente en control de iluminación.

• Toda la gama de soluciones para el control de iluminación de Finder lleva este material por defecto. Desde los telerruptores, pasando por los detectores de movimiento, hasta el actuador de 6 salidas del sistema KNX.

4. Plata-Níquel con flash de oro o AgNi + Au.

• En algunos casos, se requieren contactos de baja resistencia que permitan la conmutación confiable de cargas bajas.

• Básicamente, entre más pequeñas sean las tensiones y corrientes que se deben conmutar, más difícil es garantizar una buena conexión entre las superficies de los contactos.

• Como recomendación general, se debe evitar utilizar relevadores con materiales de contacto para aplicaciones de potencia ya que las características que los hacen buenos para altas cargas los hacen poco efectivos en la conmutación de cargas bajas.

• Para estos casos, se recomienda el uso de la plata-níquel con flash de oro.

• Veamos una comparativa entre dos relevadores electromecánicos de la serie 34. Uno con material plata-níquel y otro con plata níquel con flash de oro, como puedes ver la carga mínima conmutable es casi 10 veces menor en el relé con contactos de plata-niquel con flash de oro, cambiando así la aplicación.
  

La selección de un material adecuado para cada aplicación puede evitarnos muchos dolores de cabeza. Por ejemplo, puede evitar el reemplazo de un relevador en un tiempo considerablemente corto debido a problemas como: la velocidad de conmutación, los contactos queden soldados debido al pico de corriente al arranque o las bajas señales que provienen de un controlador de nivel no sean detectadas por el relevador y se desborde el contenedor.

Ejemplos de aplicaciones de relevadores

A continuación te mostramos algunos ejemplos donde se utilizan relevadores de diferentes tipos y sus aplicaciones.

1. Tarjetas de desarrollo

Las tarjetas de desarrollo permiten generar prototipos de una forma más rápida y amigable. Sin embargo, una de sus limitaciones es que sus salidas digitales entregan señales entre 0 y 5 Vcc, sin mencionar que la corriente es de unos pocos miliamperes (mA). Este es un problema, ya que el propósito de estos prototipos será controlar la conexión de circuitos eléctricos como motores, bombas o sistemas de iluminación. En estos casos se requiere hacer uso de relevadores que en conjunto con circuitos acopladores puedan funcionar con las señales que entregan las tarjetas de desarrollo y conectar la carga a través de sus contactos.

Relevadores de Finder que se pueden utilizar en estos casos:

Serie 30: de dimensiones contenidas y gracias a sus contactos con recubrimiento de oro, son aptos para transmitir pequeñas señales de control de apenas 10 mW.

Serie 34: relevadores ultra-delgados de 5 mm de espesor y bajo consumo para aplicaciones generales.

Serie 40: disponible en variantes de 1 o 2 contactos, es posible conectar motores monofásicos de 120 V AC de hasta 1/3 HP.

2. Placas de circuito impreso (PCB)

Una vez que el prototipo ha pasado con éxito la fase de pruebas, se debe realizar una placa de circuito impreso o PCB (Printed Circuit Board) que contenga definitivamente los componentes electrónicos. En ciertas aplicaciones, es necesario reemplazar los relevadores, ya que sufren el desgaste natural de sus contactos. Para facilitar esta tarea, Finder cuenta con bases soldables en PCB que permiten el cambio sin necesidad de utilizar soldadura.

Relevadores de Finder que se pueden utilizar en estos casos:

Serie 90: bases soldables de ocho u once pins para relevadores serie 60 o temporizadores serie 88.

Serie 93: base soldable para relevadores serie 34.

Serie 94: bases soldables para relevadores serie 55 o temporizadores serie 85.

Serie 95: bases soldables para relevadores serie 40.

3. Entradas y salidas de PLC

Entre las muchas aplicaciones industriales para los relevadores, encontramos las interfaces para las entradas y salidas de los controladores lógicos programables o PLCs.

A pesar de que normalmente las salidas de estos dispositivos son a relevador, y por lo tanto se puede conectar cargas de cierta potencia, estas no son reemplazables en caso de un problema como un corto circuito, lo que implica la pérdida total de la terminal. Una recomendación para prolongar la vida útil de estos controladores es el uso de interfaces o relevadores de interposición.

En Finder contamos con la gama MasterIN, dedicada a este propósito. Entre las más representativas tenemos:

Serie 39: interfaces ultra-delgadas para riel DIN. Cuentan con accesorios que facilitan la conexión, organización e identificación dentro del tablero.

Serie 48: mismas bondades de la serie 40, listas para el montaje en riel DIN.

En todas las fichas técnicas de las familias de relevadores Finder puedes encontrar al final una página que te ayudará a configurar el relevador que mejor se adapte a tus necesidades:

Estos son tan solo algunos ejemplos de los usos que pueden tener los relevadores, su buen funcionamiento se basa en usar el modelo correcto para la aplicación requerida. En Electrónica Universal de Monterrey tenemos una amplia gama de relevadores marca Finder, así como especialistas listos para ayudarte a elegir el modelo indicado para tus requerimientos.

Para ver todos los modelos puedes ir a la tienda en línea aquí.