¿Cómo se controla un actuador lineal con un relé?

¿Qué es un relé?

UN relé es un interruptor electromagnético que puede ser operado por una corriente más pequeña para encender y apagar una corriente mucho mayor. Los relés constan de dos circuitos aislados, un circuito de control, que se utiliza para controlar el interruptor y el otro circuito que contiene el interruptor. A medida que se energiza el circuito de control, la corriente fluye a través de una bobina que genera un campo magnético que se utiliza para abrir y cerrar el interruptor. [1]. Este campo magnético es producido por el flujo de electrones (corriente) a través de un cable. [2] y se fortalece cuando el flujo de electrones pasa a través de una bobina [3].

Cómo funciona un relé desde: https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html

Como los relés son interruptores, también se definen por su funcionamiento en función del número de polos y tiros que tiene. El número de polos se refiere al número de circuitos internos y el número de tiros se refiere al número de posiciones de encendido. Al igual que los interruptores, puede obtener relés que son de un solo polo y un tiro (SPST), Doble tiro de un solo polo (SPDT) y Tiro doble bipolar (DPDT). Las conexiones de salida de los relés se etiquetarán en función de si están abiertas o cerradas cuando se energiza la bobina. La conexión que se hace cuando la bobina no está energizada se llama normalmente cerrada (NC) y la conexión que se hace cuando la bobina está energizada se llama normalmente abierta (NO).

Tipos de relés  

¿Qué me permiten hacer los relés?

Los relés le permiten controlar una carga eléctrica más grande con un circuito de voltaje más bajo. Como los relés constan de dos circuitos aislados, sus componentes de menor voltaje estarán protegidos de las cargas eléctricas más altas ya que los dos circuitos están físicamente aislados. Esto elimina cualquier preocupación de exceder las clasificaciones de potencia de sus componentes de voltaje más bajo de los componentes de voltaje más alto. Esto puede resultar útil cuando desee controlar un gran actuador lineal o una serie de actuadores con baja tensión cambiar. Pero a diferencia de los interruptores, los relés no requieren entrada física de un usuario y le permiten controlar sistemas con una señal eléctrica. Esto significa que puede controlar su actuador lineal con una salida de un sensor o con un microcontrolador, como un Arduino.

¿Qué tipo de relé necesito para controlar un actuador lineal?

No puede controlar un actuador lineal directamente con un relé, ya que necesitará otro componente para energizar la bobina para controlar el interruptor interno. Pero como la entrada para energizar la bobina es bastante sencilla, simplemente conduzca una corriente a través de la bobina, esta sección se enfocará más en la configuración con un actuador lineal y dejará que las opciones sobre cómo desea energizar la bobina dependan de usted.

Cableado de relé DPDTPara poder extender y retraer un actuador lineal con un relé, deberá poder cambiar la polaridad del voltaje de entrada al actuador. Esto le permitirá elegir entre usar un relé DPDT o usar dos relés SPDT. los Relé DPDT constará de 8 conectores; 2 para la bobina, 4 para el lado de entrada del interruptor y 2 para el lado de salida del interruptor. Al igual que con un interruptor DPDT, querrá conectar el actuador a los 4 conectores de entrada, voltear los cables positivo y negativo, o conectarse a los 2 conectores de salida y tener la fuente de alimentación conectada a los 4 conectores de entrada, cambiando el positivo y el negativo. clientes potenciales negativos, como se ve arriba. Como solo está usando un relé, solo necesitará una señal de entrada para controlar el relé. Cuando la bobina está energizada, hará que el actuador se extienda y cuando la bobina no esté energizada, el actuador se retraerá. Esto significa que no hay una posición de apagado y requerirá que tenga un actuador lineal con interruptores de límite internos para apagar el actuador cuando alcance sus límites. Con esta configuración, querrá asegurarse de que su posición inicial, ya sea completamente extendida o completamente retraída, esté conectada a sus conexiones NC en el relé, ya que esto asegurará que su sistema no se mueva inesperadamente si el sistema de control falla y se desenergiza. la bobina. Si tiene un actuador lineal con interruptores de límite internos y solo requiere que el actuador esté completamente extendido o completamente retraído, esta configuración puede ser adecuada para su aplicación, pero si no es así, deberá usar otra configuración.

Configuración del relé DPDT

Si necesita que su actuador lineal se detenga entre las posiciones completamente extendida y completamente retraída, deberá hacer uso de los dos Relé SPDT configuración. En esta configuración, los dos relés se utilizan para cambiar la polaridad del voltaje al actuador lineal, así como para desconectar la alimentación del actuador. Deberá conectar las conexiones NC de ambos relés a la tierra de su fuente de alimentación, ya que esto asegurará que su actuador no se mueva si su sistema de control falla y desenergiza las bobinas. Para controlar el actuador con esta configuración, deberá activar un relé para extender el actuador y el otro relé para retraerlo, como se muestra a continuación. Deberá asegurarse de que ambas bobinas no se energicen al mismo tiempo. Puede utilizar una configuración similar con cuatro relés SPST, con dos relés para la conexión a tierra y dos relés para la conexión de alimentación, pero en realidad no hay ninguna razón para usar esa configuración sobre la configuración de dos relés SPDT, especialmente si obtiene un módulo de relé.

 Cableado de relé SPDT

 

Finalmente, antes de comprar el relé de su elección, deberá asegurarse de que sus especificaciones satisfagan las necesidades de su diseño. Los relés tienen especificaciones similares a los interruptores, pero tendrán una potencia nominal tanto para la bobina como para el lado del interruptor del relé. En general, verá la potencia nominal del interruptor dada como un amperaje y voltaje en CA o CC, por ejemplo: 16 A 250 V CA, y mientras que para la bobina, se puede dar solo como un voltaje, como normalmente no debería No conduzca una gran corriente a través de la bobina. Al igual que con los interruptores, estos se dan como el voltaje y la corriente máximos que el relé puede manejar y deben ser más altos que los voltajes y corrientes de su aplicación.

Limitaciones

Controlar un actuador lineal con un relé tiene limitaciones similares a controlar un actuador lineal con un interruptor. En primer lugar, si desea controlar dos actuadores por separado, deberá utilizar más relés para hacerlo. Tampoco podrá ajustar la velocidad de su actuador lineal; sólo tendrá control sobre la dirección en la que se desplaza el actuador. Y, finalmente, no podrá utilizar la retroalimentación de su actuador, que podría usarse para un posicionamiento más preciso del actuador.

Aunque comparten algunas limitaciones, los relés tienen dos ventajas principales sobre los interruptores mecánicos. La primera es la capacidad de controlarlos con entradas eléctricas, lo que le permite controlar sus actuadores con microcontroladores o sensores. Y en segundo lugar, los relés aíslan la carga eléctrica más pesada de los componentes de menor voltaje, lo que los protege. Aunque, los relés requieren tener un circuito más complejo para controlar su actuador lineal en comparación con los interruptores; las ventajas que proporcionan le permiten implementar más automatización en su diseño y le permiten controlar cargas eléctricas más grandes.

  1. Woodford, C. (2019, junio). Relés.Obtenido de: https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html
  2. Krantz, D. (2020). ¿Cómo funciona un relé?Obtenido de: https://www.douglaskrantz.com/ElecHowDoesARelayWork.html
  3. Tutoriales electrónicos (2020).ElectromagnetismoObtenido de: https://www.electronics-tutorials.ws/electromagnetism/electromagnetism.html
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