O desenvolvimento dos relés foi iniciado no período de 1809. Como parte da invenção do telégrafo eletroquímico, o relé eletrolítico foi descoberto por Samuel no ano de 1809. Posteriormente, esta invenção foi afirmada pelo cientista Henry em 1835 para fazer uma versão improvisada do telégrafo e posteriormente desenvolvida no ano de 1831. Considerando que em 1835, Davy descobriu o relé, mas os direitos de patente originais foram dados por Samuel no ano de 1840 para a invenção inicial do relé elétrico. A abordagem desse dispositivo parecia a mesma de um amplificador digital, replicando assim o sinal do telégrafo e permitindo uma propagação em distâncias maiores. E este artigo dá uma explicação clara de como saber o que é um relé, diferentes tipos de relés, funcionamento e muitos outros conceitos relacionados.

O que é relé?

Os relés são geralmente empregados onde é necessário regular um circuito por meio de um sinal de potência mínima individual ou quando vários circuitos precisam ser regulados por meio de um único sinal. A utilização inicial de relés foi no comprimento estendido de circuitos telegráficos como repetidores de sinal, pois eles revigoram a onda que é recebida e transmite para outros circuitos. A principal implementação de relés foi em centrais telefônicas e na versão inicial de computadores.

Os relés são a proteção primária, bem como dispositivos de comutação na maioria dos processos de controle ou equipamentos. Todos os relés respondem a uma ou mais grandezas elétricas como voltagem ou corrente, de forma que abrem ou fecham os contatos ou circuitos. Um relé é um dispositivo de comutação porque funciona para isolar ou alterar o estado de um circuito elétrico de um estado para outro.

Já o relé garante a proteção do circuito para não permitir que nenhum dano ocorra. Cada relé é composto por três componentes cruciais e esses são calculados, comparando e controlando os componentes. O componente calculado conhece a variação na medição real e o componente de comparação avalia a quantidade real com a de um relé pré-escolhido. E o componente de controle lida com variações rápidas na capacidade medida, como o fechamento do circuito funcional atual.

Relés de religamento são usados para conectar vários componentes e dispositivos dentro da rede do sistema, como o processo de sincronização, e para restaurar os vários dispositivos logo após qualquer falha elétrica desaparece e, em seguida, para conectar transformadores e alimentadores à rede de linha. Os relés reguladores são as chaves que contatam de modo que a tensão aumenta, como no caso dos transformadores comutadores. Contatos auxiliares são usados em disjuntores e outros equipamentos de proteção para multiplicação de contatos. Os relés de monitoramento monitoram as condições do sistema, como a direção da alimentação, e geram o alarme de acordo. Eles também são chamados de relés direcionais.

O tipo geral de relé faz uso de eletroímã para realizar a abertura e fechamento de contatos, enquanto que nos outros tipos de abordagens, como no tipo de relé de estado sólido, eles usam propriedades semicondutoras para fins de controle sem depender dos componentes móveis. Esses relés têm propriedades calibradas e, em alguns casos, várias bobinas de funcionamento são empregadas para proteger os sistemas de circuito elétrico de correntes de sobrecarga. Nos sistemas de energia atuais, essas operações são realizadas por dispositivos digitais, onde são chamados de relés de proteção.

Relés de estado sólido

Diferentes tipos de relés

Dependendo do princípio de operação e das características estruturais, os relés são de diferentes tipos, como relés eletromagnéticos, relés térmicos, relés de potência variada, relés multidimensionais e assim por diante, com classificações, tamanhos e aplicações variadas. A classificação ou os tipos de relés dependem da função para a qual são usados.

Algumas das categorias incluem relés de proteção, religamento, regulagem, auxiliares e de monitoramento. Os relés de proteção monitoram continuamente esses parâmetros: tensão, corrente e energia e, se esses parâmetros violarem os limites definidos, eles geram um alarme ou isolam esse circuito específico. Esses tipos de relés são usados para proteger equipamentos como motores, geradores e transformadores , e assim por diante.

Diferentes tipos de relés

Em geral, a classificação dos relés depende da capacidade elétrica, que é ativada por corrente, energia, tensão e muitas outras quantidades. A classificação é baseada na capacidade mecânica ativada pela velocidade da vazão de gás ou líquido, pressão. Considerando que com base na capacidade térmica ativada por energia de aquecimento, e as outras quantidades são acústicas, ópticas e outras.

Diferentes tipos de relés em tipos eletromagnéticos

Esses relés são construídos com componentes elétricos, mecânicos e magnéticos, e possuem bobina operacional e contatos mecânicos. Portanto, quando a bobina é ativada por um sistema de abastecimento , esses contatos mecânicos são abertos ou fechados. O tipo de alimentação pode ser AC ou DC. Esses relés eletromagnéticos são ainda classificados como

Relés DC vs AC
Tipo de atração
Tipo de indução

Relés DC vs AC

Os relés CA e CC funcionam com o mesmo princípio da indução eletromagnética, mas a construção é um tanto diferenciada e também depende da aplicação para a qual esses relés são selecionados. Os relés CC são empregados com um diodo de roda livre para desenergizar a bobina, e os relés CA usam núcleos laminados para evitar perdas por correntes parasitas.

O aspecto muito interessante de um AC é que para cada meio ciclo, a direção da fonte de corrente muda, portanto, para cada ciclo, a bobina perde seu magnetismo, pois a corrente zero em cada meio ciclo faz com que o relé continuamente faça e interrompa o circuito . Portanto, para evitar isso - adicionalmente, uma bobina sombreada ou outro circuito eletrônico é colocado no relé CA para fornecer magnetismo na posição de corrente zero.

Relés eletromagnéticos de tipo de atração

Esses relés podem funcionar com alimentação CA e CC e atrair uma barra de metal ou um pedaço de metal quando a energia é fornecida para a bobina. Pode ser um êmbolo sendo atraído para o solenóide ou uma armadura sendo atraída para os pólos de um eletroímã, conforme mostrado na figura. Esses relés não têm atrasos de tempo, portanto, são usados para a operação instantânea. Existem mais variações no tipo de atração de eletromagnético retransmissão e esses são:

Resma balanceada - Aqui, duas grandezas mensuráveis estão relacionadas, pois a pressão eletromagnética gerada varia o dobro do número de amperes-voltas. A proporção da corrente funcional para este tipo de relés é mínima. O relé apresenta uma tendência de sobrealcance quando o dispositivo é configurado para funcionar em operação rápida.
Armadura articulada - Aqui a sensibilidade do relé pode ser aprimorada para a funcionalidade DC, inserindo o ímã permanente . Isso também é denominado como relé de movimento polarizado.

Estes são os diferentes tipos de relés eletromagnéticos .

Relés Tipo de Indução

Eles são usados como relés de proteção apenas em sistemas CA e podem ser usados com sistemas CC. A força de acionamento para movimento de contato é desenvolvida por um condutor móvel que pode ser um disco ou uma taça, por meio da interação de fluxos eletromagnéticos devido a correntes de falha.

Relé de Indução

Estes são de vários tipos, como um pólo sombreado, watt-hora e estruturas de copo de indução e são usados principalmente como relés direcionais na proteção do sistema de potência e também para aplicações de operação de comutação de alta velocidade. Com base na estrutura, os relés de indução são classificados como:

Pólo Sombreado - O pólo estruturado é geralmente ativado pelo fluxo de corrente em uma única bobina que é ferida em uma estrutura magnética que possui um entreferro. As instabilidades do entreferro desenvolvidas pela corrente de ajuste são divididas como dois fluxos deslocados por um pólo sombreado e no espaço-tempo. Este anel sombreado é construído com material de cobre que envolve cada seção do poste.
Enrolamento duplo também chamado de medidor de Watt / hr - Este tipo de relé está incluído com um eletroímã em forma de E e U tendo um disco livre para girar entre os eletroímãs. A mudança de fase que está entre os fluxos gerados pelo eletroímã é alcançada pelo fluxo desenvolvido dos dois eletroímãs que têm várias resistências indutância valores para ambos os sistemas de circuito.
Taça de Indução - Baseia-se na teoria da indução eletromagnética e é denominado como relé de copo de indução. O dispositivo consiste em dois ou mais eletroímãs, sendo eles ativados pela bobina presente no relé. A bobina que envolve o eletroímã cria o campo magnético giratório. Devido a este campo magnético giratório, haverá uma indução de corrente no copo e assim o copo começa a girar. A direção de rotação atual é semelhante à direção de rotação da xícara.

Relés de travamento magnético

Esses relés usam um ímã permanente ou peças com alta remessa para manter a armadura no mesmo ponto em que a bobina é eletrificada quando a fonte de alimentação da bobina é retirada. Um relé de travamento consiste em uma tira de metal mínima onde ele gira entre as duas bordas.

Relés de travamento

O interruptor está conectado ou magnetizado em uma das extremidades do pequeno ímã. O outro lado é conectado a um fio de pequeno porte denominado solenóide. O switch está incluído com uma única entrada e duas seções de saída nas bordas. Isso pode ser utilizado para mudar o circuito para as posições ON e OFF. O símbolo de relé de travamento é mostrado como segue:

Símbolo de relé de travamento

Relés de estado sólido

O estado sólido usa componentes de estado sólido para realizar a operação de comutação sem mover nenhuma peça. Uma vez que a energia de controle necessária é muito menor em comparação com a potência de saída a ser controlada por este relé, isso resulta em um ganho de potência maior quando comparado aos relés eletromagnéticos. São de tipos diferentes: SSR acoplado a transformador, SSR acoplado fotográfico e assim por diante.

Relés de estado sólido

A figura acima mostra um SSR foto-acoplado onde o sinal de controle é aplicado por LIDERADO e é detectado por um dispositivo semicondutor fotossensível. A saída deste fotodetector é usada para acionar a porta do TRIAC ou SCR que alterna a carga.

No tipo de relé de estado sólido acoplado a transformador, uma quantidade mínima de corrente DC é fornecida ao enrolamento primário do transformador usando um conversor do tipo DC para AC. A corrente fornecida é então transformada para o tipo CA e aumentada para fazer o SSR funcionar junto com o circuito de disparo. A quantidade de isolamento entre as seções de saída e entrada é baseada no projeto do transformador.

Enquanto no cenário de dispositivo de estado sólido foto-acoplado, um dispositivo SC fotossensível é empregado para que a funcionalidade de comutação ocorra. Um sinal regulado é fornecido ao LED e isso faz com que o componente fotossensível passe para o modo de condução por meio da detecção da luz que é irradiada do LED. O isolamento que é gerado a partir do SSR é comparativamente maior quando comparado ao do tipo acoplado a transformador por causa da teoria de fotodetecção.

Principalmente, os SSRs têm velocidades de comutação mais rápidas do que os tipos de relés eletromecânicos. Além disso, como não há componentes móveis, sua vida útil é maior e eles também geram ruído mínimo.

Relé Híbrido

Esses relés são compostos de relés eletromagnéticos e componentes eletrônicos. Normalmente, a parte de entrada contém o circuito eletrônico que executa retificação e as outras funções de controle, e a parte de saída inclui um relé eletromagnético.

“o que faz um regulador de voltagem ”

Era sabido que, no tipo de relés de estado sólido, mais energia é desperdiçada devido ao calor, um relé eletromagnético tem o problema de arqueamento de contato. Para se livrar dessas desvantagens em relés eletromagnéticos e de estado sólido, um relé híbrido é usado. Em um relé híbrido, os relés EMR e SST são operados paralelamente.

O dispositivo de estado sólido recebe a corrente de carga, eliminando o problema de arqueamento. Em seguida, o sistema de controle ativa a bobina em EMR e o contato é fechado. Quando o contato no relé eletromagnético é estabelecido, a entrada de regulação do estado sólido é removida. Este relé também reduz o problema de calor.

Relé térmico

Esses relés são baseados nos efeitos do calor, o que significa - o aumento da temperatura ambiente a partir do limite, direciona os contatos para comutar de uma posição para outra. Estes são usados principalmente na proteção do motor e consistem em elementos bimetálicos como sensores de temperatura bem como elementos de controle. Relés de sobrecarga térmica são os melhores exemplos desses relés.

Reed Relay

Reed Relays consistem em um par de fitas magnéticas (também chamadas de palheta) que são seladas dentro de um tubo de vidro. Esta palheta atua como uma armadura e uma lâmina de contato. O campo magnético aplicado à bobina é enrolado em torno deste tubo que faz essas palhetas se moverem para que a operação de comutação seja realizada.

Reed Relays

Com base nas dimensões, os relés são diferenciados em relés de microminiatura, subminiatura e miniatura. Além disso, com base na construção, esses relés são classificados como relés herméticos, selados e do tipo aberto. Além disso, dependendo da faixa de operação da carga, os relés são do tipo micro, baixa, intermediária e alta potência.

Os relés também estão disponíveis com diferentes configurações de pinos, como 3 pinos, 4 pinos e relés de 5 pinos. As formas de operação desses relés são mostradas na figura abaixo. Trocando contatos podem ser do tipo SPST, SPDT, DPST e DPDT. Alguns dos relés são do tipo normalmente aberto (NO) e o outro é do tipo normalmente fechado (NC).

Configurações de pinos de relé

Relé Diferencial

Esses relés funcionam quando a variação fasorial entre os dois ou mais tipos de grandezas elétricas é maior do que uma faixa especificada. No caso do relé diferencial de corrente, ele funciona quando há uma relação de saída entre a magnitude e a variação de fase das correntes que recebem e saem do sistema que precisa ser protegida.

Nas condições funcionais gerais, as correntes que estão recebendo e saindo do sistema possuirão a mesma quantidade de fase e magnitude para que o relé fique fora de ação. Ao passo que, quando ocorre um problema no sistema, essas correntes não terão magnitude e valores de fase semelhantes.

Relé Diferencial

Este relé terá uma conexão de forma que a variação entre as correntes de entrada e saída flua através da bobina funcional do relé. Portanto, a bobina do relé é acionada na condição de emissão devido à variação na quantidade de corrente. Assim, as funções do relé e o disjuntor são abertos e, assim, ocorre o trip.

Em um relé diferencial, um CT tem uma conexão com o enrolamento primário do transformador e o outro CT com o enrolamento secundário do transformador. O relé relaciona os valores de corrente em ambos os lados e quando houver alguma desestabilização no valor, o relé estará funcionando.

Haverá tipos de relés diferenciais de corrente, tensão e polarização.

Diferentes tipos de relés na indústria automotiva

Esses são os tipos gerais de relés eletroquímicos utilizados em vários automóveis, como carros, vans, reboques e caminhões. Eles permitem uma quantidade mínima de fluxo de corrente para a regulação e funcionam mais quantidade de circuito de corrente em aparelhos veiculares. Eles estão disponíveis em muitos tipos e tamanhos, alguns deles são:

Relés de troca

Este é o relé automotivo mais implementado e possui cinco pinos que possuem conexão de fiação da seguinte forma:

Normalmente aberto por 30 e 87 pinos
Normalmente fechado através dos pinos 30 e 87a
Mude com a fiação 30 e (87 e 87a)

Quando o relé funciona no modo Comutação, ele é comutado de um circuito para outro e volta ao estado original com base na condição da bobina (DESLIGADO ou LIGADO).

Relés normalmente abertos

Como relé de comutação pode ter a conexão da fiação Normalmente Aberta, enquanto que, neste tipo, possui apenas quatro pinos que permitem a conexão da fiação de uma única forma normalmente aberta.

Relés Flasher

Qualquer tipo geral de relé tem 4 ou 5 pinos, mas neste relé pisca-pisca haverá 2 ou 3 pinos.

Em um relé pisca-pisca de dois pinos, um pino tem uma conexão com o circuito de luz e o outro com energia. Enquanto em um relé pisca-pisca de três pinos, dois pinos são conectados à alimentação e luz e o terceiro tem uma conexão com um indicador LED que indica que o pisca-pisca está na condição LIGADO. Mesmo que o nome indique que se trata de um tipo de relé, poucos deles se comportam como um disjuntor.

Flasher eletromecânico

Esse tipo de relé automotivo contém uma placa de circuito incluída com um capacitor, um par de diodos e uma bobina para gerar um flash semelhante ao de um pisca-pisca padrão. Esses relés têm a capacidade de gerenciar cargas aumentadas, proporcionando desempenho aprimorado do que os piscas térmicos. Mesmo que mais luzes sejam conectadas neste tipo, ele mostra um impacto mínimo no resultado.

Piscas térmicos

A maioria dos relés de pisca-pisca são regulados termicamente, como disjuntores. O fluxo de corrente através da bobina do pisca-pisca gera calor, quando há uma quantidade necessária de produção de calor, causa deflexão dos contatos, desencadeando contatos abertos e interrompe o fluxo da corrente. Quando há uma quantidade necessária de dissipação de calor, a deflexão dos contatos muda para o estado original e haverá novamente fluxo de corrente.

Este processo de quebra e fechamento contínuo de contato gera o padrão de flash dos sinais. O número total de luzes que têm uma conexão com o pisca-pisca térmico mostra um impacto na saída.

Pisca-pisca LED

Estes são inteiramente eletrônicos em regulação e funcionalidade. Eles são gerenciados por placas de CI mínimas de estado sólido. O número total de luzes que têm uma conexão com o pisca-pisca de LED não mostra um impacto na saída. Esses relés são projetados principalmente para operar com corrente mínima usando LED, sem impor qualquer tipo de problema.

Além desses, há ainda mais muitos diferentes tipos de relés automotivos e esses são:

Potted
Sinalização
Contornado
Atraso de tempo
Contato aberto duplo

Relé molhado de mercúrio

Isso está classificado como relé de palheta, que usa uma chave de mercúrio e os contatos desse relé são umedecidos com mercúrio. Este metal diminui o valor da resistência de contato e alivia a queda de tensão correspondente. Danos à carcaça podem diminuir o desempenho da condutividade para sinais de valor mínimo de corrente.

Considerando que, para maior velocidade de aplicações, o mercúrio remove o recurso de retorno do contato e oferece fechamento quase rápido do circuito. Esses relés são completamente suscetíveis à posição e precisam ser ajustados de acordo com a exigência do projetista. Mas com as propriedades nocivas e o preço do mercúrio líquido, os relés umedecidos com mercúrio são minimamente usados nas aplicações.

O aumento da velocidade da funcionalidade de chaveamento nesses relés é um benefício adicional. As gotas de mercúrio que estão presentes em cada combinação de borda e o incremento do valor de corrente através das bordas são normalmente considerados como picossegundos. Mas, nos circuitos práticos, pode ser regulado por meio de fiação e indutância de contatos.

Relé de proteção contra sobrecarga

Os motores elétricos são amplamente implementados em várias aplicações, como em motores com ferramentas giratórias. Como os motores são um pouco caros, é mais importante observar que os motores não devem sofrer danos.

Para prevenir danos, deve-se implementar relés de proteção contra sobrecarga. Os relés de proteção contra sobrecarga evitam a destruição do motor observando o valor da corrente no motor e, portanto, interrompem o circuito quando ocorre sobrecarga elétrica ou qualquer dano de fase é encontrado. Como os relés não são caros do que os motores, eles oferecem uma abordagem econômica para proteger os motores.

Existem vários tipos de relés de proteção de sobrecarga e poucos tipos são relés eletromecânicos, relés eletrônicos, fusíveis e relés térmicos. Os fusíveis são amplamente implementados para proteger dispositivos de corrente mínima, como em aplicações domésticas. Considerando que relés eletrônicos, térmicos e eletromecânicos são utilizados para proteger valores de corrente aumentados em dispositivos como motores de engenharia. As vantagens cruciais do uso de relé de proteção de sobrecarga são:

Operação simples
Os kits de montanha correspondentes da aplicação estarão acessíveis para vários tipos de relés de proteção de sobrecarga
Sincronização exata com empreiteiros
Proteção confiável

Relés Estáticos

Os relés que não possuem componentes móveis são denominados relés estáticos. Nestes relés estáticos, o resultado é obtido pelas peças estáticas, como circuitos eletrônicos e magnéticos e outros dispositivos estáticos. O relé que está incluído no relé eletromagnético e estático é ainda denominado como relé estático devido ao motivo de as seções estáticas receberem o feedback, enquanto o relé eletromagnético é empregado para fins de comutação. Poucos benefícios por trás dos relés estáticos são

Tempo mínimo de reinicialização
Utiliza energia mínima onde isso diminui a carga nos dispositivos de medição e, portanto, a precisão aumenta
Fornece saída rápida, período de vida prolongado, confiabilidade aprimorada e alta precisão
Trip desnecessário é mínimo e por causa dessa eficiência será aprimorada
Esses relés não terão nenhum problema de armazenamento térmico
A amplificação do sinal de entrada é feita no próprio relé e isso aumenta a sensibilidade
Esses dispositivos podem funcionar em locais sujeitos a terremotos, o que mostra que também são resistentes a choques.

Existe diferentes tipos de relés estáticos . Alguns deles são:

Relé Eletrônico Estático

Esses relés eletrônicos estáticos foram os primeiros a serem conhecidos na classificação de relés estáticos. Um cientista chamado Fitzgerald mostrou um teste de corrente portadora que transmite a salvaguarda das linhas de transmissão no ano de 1928. Em conseqüência disso, uma seqüência de sistemas eletrônicos para a maioria dos tipos gerais de relés de engrenagem de proteção foi descoberta. Os dispositivos utilizados para fins de medição são válvulas eletrônicas.

Relés Transdutores Estáticos

Este dispositivo consiste basicamente em um núcleo magnético que compreende duas seções de enrolamentos comumente denominados como enrolamentos funcionais e de regulação. Cada seção pode consistir em um enrolamento ou então, quando houver mais de um enrolamento, haverá uma ligação magnética de todos os tipos semelhantes de enrolamentos. Quando existem enrolamentos de vários grupos, eles não estarão ligados de forma magnética.

Enquanto os enrolamentos de regulação são ativados usando CC e os enrolamentos funcionais são energizados por CA. Este relé funciona para representar os valores variáveis da impedância das correntes que fluem pelos enrolamentos funcionais.

Relés estáticos da ponte retificadora

Os relés têm grande popularidade devido ao aprimoramento dos diodos semicondutores. Ele está incluído com duas pontes retificadoras e uma bobina móvel ou então tipo de relé de ferro móvel polarizado. Então, o tipo geral são os comparadores de relé que dependem das pontes retificadoras, onde elas podem ser dispostas na forma de comparadores de fase ou amplitude.

Relés de Transistor

Esses são os tipos de relés estáticos geralmente usados. O transistor que funciona na forma de triodo pode superar a maioria das desvantagens criadas por válvulas eletrônicas e, portanto, esses são os tipos mais desenvolvidos de relés eletrônicos, chamados de relés estáticos.

A realidade é que o transistor pode ser utilizado tanto como um instrumento amplificador quanto como um instrumento de chaveamento que permite que ele seja adequado para realizar qualquer tipo de recurso operacional. Os circuitos do transistor não só cumprirão os objetivos importantes de um relé (como comparar entradas, calcular e assimilá-los), mas também oferecerão elasticidade essencial para corresponder às necessidades de múltiplos relés.

Além desses, os outros tipos de relés estáticos são:

Relés de efeito Hall
Relé de sobrecorrente de tempo inverso
Relé de sobrecorrente estática direcional
Relé diferencial estático
Relé de distância estática

Aplicações de diferentes tipos de relés

Como existem vários tipos de relés, esses dispositivos terão aplicações em vários setores elétricos, aeronáuticos, médicos, espaciais e outros. Os aplicativos são:

Usado para a regulação de vários circuitos
Protege os dispositivos de sobrecarga de tensão e valores de corrente e diminui o impacto de danos elétricos aos circuitos
Implementado como mudança automática
Utilizado para o isolamento do circuito de tensão de nível mínimo
Os estabilizadores automáticos são uma de suas implementações onde um relé é implementado. Quando o nível da tensão de alimentação não é o mesmo da tensão nominal, um conjunto de relés analisa as modificações de tensão e regula o circuito de carga integrando disjuntores.
Utilizado para regular os interruptores do motor elétrico. Para LIGAR um motor elétrico, geralmente exigimos uma alimentação de 230 V CA, mas em algumas situações / aplicações, pode ser o caso de LIGAR o motor usando uma tensão de alimentação CC. Nestes casos de situação, um relé pode ser empregado.

Esses são alguns dos diferentes tipos de relés empregados na maioria dos circuitos eletrônicos e elétricos. As informações sobre os diferentes tipos de relés servem aos propósitos dos leitores e esperamos que eles considerem essas informações básicas muito úteis. Considerando o enorme significado de relés com zvs em circuitos, este artigo específico sobre eles merece feedback, dúvidas, sugestões e comentários de seus leitores. É ainda mais importante saber também sobre outros tópicos relacionados a relés como relé vs contator , retransmitir e trocar , e muitos mais.