Relevadores Electromagneticos zp5d

INTRODUCCIÓN

Con los nombres de relevadores, relays o directamente relés se conocen en las aplicaciones

electrónicas a unos electroimanes destinados a cerrar o abrir circuitos eléctricos en una serie de

combinaciones interminables. . La armadura móvil es generalmente frontal con respecto al núcleo

central, y se trata de una placa con gozne o bisagra, para que pueda tener un movimiento de giro

acercándose al núcleo cuando la bobina está alimentada por corriente y alejándose del mismo con

ayuda de un resorte cuando esa corriente se interrumpe.

Quiere decir que como electroimán, el aparato trabaja en la forma conocida: si cerramos una llave

y hacemos pasar corriente por la bobina, la armadura móvil es atraída y se pega contra el extremo

frontal del núcleo; si abrimos esa llave, la armadura se abre por acción del resorte. La corriente

puede ser continua o alterna, según la haya previsto el fabricante, y se especifica siempre la

tensión de alimentación.

EL RELEVADOR ELECTROMAGNETICO El rele o Relevador (del inglés “relay”) es un dispositivo electromecánico que está diseñado para realizar funciones lógicas de control y de protección en los circuitos eléctricos, que funciona como un interruptor controlado por un Circuito eléctrico en el que por medio de un electroimán acciona uno o varios os que permiten cerrar o abrir circuitos eléctricos independientes. Además de ser utilizado como elemento manejador de cargas de bajo consumo de potencia. Las clases y características de los relés varían según la función a realizar y fabricante. En general consta de: el elemento operador (la bobina), un elemento móvil (la armadura) y un juego de os que funcionan como switch.

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Bobina: una bobina es un arrollamiento de hilo, generalmente de cobre, que se acopla sobre un nucleo de hierro magnetico

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La armadura: mecanismo de metal que sirve como o movil, esta es atarida magneticamente por la bobina abriendo y/o cerrando uno o varios os de acuerdo a la fabricacion de los mismo.

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Conatactos: son dispositivos mecanicos que sirven para conectar circuitos adicionales según un diseño funcional.

FUNCIONAMIENTO. Al pasar una corriente eléctrica por la bobina el núcleo de hierro se magnetiza por efecto del campo magnético producido por la bobina, convirtiéndose en un imán tanto más potente cuanto mayor sea la intensidad de la corriente y el número de vueltas de la bobina. Al abrir de nuevo el interruptor y dejar de pasar corriente por la bobina, desaparece el campo magnético y el núcleo deja de ser un imán.

Para el caso de relevadores analógicos o electromecánicos existen dos principios de funcionamiento fundamentalmente: atracción electromagnética e inducción electromagnética. El principio de atracción electromagnética funciona en virtud de un embolo que es atraído dentro de un solenoide, o una armadura que es atraído por los polos de un electroimán, dichos relevadores pueden ser accionados por magnitudes de corriente directa (cd) o de corriente alterna (ca). El principio de inducción electromagnética utiliza el principio del motor de inducción por medio del cual el par se desarrolla por inducción por medio del cual el par se desarrolla por inducción en un rotor, este principio se aplica solo a relevadores accionados por corriente alterna, es decir relevadores del tipo de inducción.

TIPOS DE RELEVADORES ELECTROMAGNETICOS RELEVADORES ELECTROMECÁNICOS (Tipo atracción magnética). Los relevadores electromecánicos son construidos con componentes eléctricos, magnéticos y mecánicos, tienen una bobina de operación y varios os, y son muy robustos y confiables. Existen los siguientes tipos:  Relevadores tipo plunger (émbolo-o de presión o solenoide). Contiene bobinas cilíndricas con una estructura magnética externa y un émbolo central. El émbolo se mueve hacia arriba para operar un conjunto de os cuando la corriente o el voltaje aplicado a la bobina excede un cierto valor. La fuerza del movimiento es proporcional al cuadrado de la corriente de la bobina. Estas unidades son instantáneas ya que el retraso no es introducido intencionalmente. Los tiempos son de 5 a 50 ms donde los tiempos más grandes ocurren cerca del umbral del valor de puesta en marcha del relevador. El émbolo de acero flota en un entrehierro proporcionado por un anillo no magnético en el centro del núcleo magnético. Cuando la bobina se energiza, el solenoide (émbolo) se mueve hacia arriba arrastrando un disco de plata el cual puentea 3 os estacionarios (de los que solo se muestran dos). Un resorte helicoidal absorbe las vibraciones del solenoide produciendo un buen o.  Relevadores tipo Clapper (Armadura de Pivote). Contiene un armazón magnético en forma de U con una armadura móvil articulada a un lado del armazón y sujetado con un resorte al otro lado. Cuando la bobina se energiza, la armadura mueve el núcleo hace arriba, abriendo o cerrando un conjunto de os con un torque proporcional al cuadrado de la corriente de la bobina. Las unidades de pivote son menos seguras que las unidades de solenoide y son aplicadas como unidades auxiliares o (va / no va). En la figura se muestra este tipo de relevador. Un modelo un poco más sencillo contiene una placa o barra metálica que pivotea cuando es atraída hacia la bobina. La armadura también lleva la parte móvil del o, el cual es cerrado o abierto de acuerdo al diseño cuando la armadura es atraída hacia la bobina.

 Unidades polares. Usan DC aplicada a una bobina devanada alrededor de una armadura articulada en el centro de una estructura magnética. Un Imán permanente a través de la estructura polariza los polos del entrehierro. Dos entrehierros no magnéticos localizados en el fondo del núcleo magnético son puenteados por dos Shunts magnéticos ajustables. Los diseños polares son usados principalmente para relevadores direccionales, los cuales pueden ser accionados por cantidades AC rectificadas tales como las señales de los dispositivos electrónicos. Los relevadores polares son esencialmente instantáneos. Las mejores variaciones incluyen un amortiguador magnético. Este arreglo hace que las trayectorias del flujo magnético sean ajustadas para la puesta en trabajo y se accione el o. Con entrehierros balanceados la armadura flotará en el centro cuando la bobina está desenergizada. Con entrehierros desbalanceados la polarización atrae la armadura contra un polo de la bobina desenergizada. La bobina es arreglada de tal manera que su eje magnético está en línea con la armadura y en ángulo recto con el eje del imán permanente. La corriente de la bobina magnetiza la armadura con norte o con sur, aumentando o disminuyendo cualquier polarización previa de la armadura. Si como se muestra en la figura 3.3 el ajuste del Shunt magnético induce en la armadura un polo N este se moverá hacia la derecha. La corriente directa que opera la bobina tiende a hacer del terminal del o un polo S, venciendo esta tendencia haciendo que la armadura se mueva hacia la izquierda para cerrar los os.

 Relevadores de bobinas móviles. Es una versión simplificada de la unidad polar. Este tipo de relevador contiene una pequeña bobina suspendida o pivoteada con la libertad para rotar entre los polos de un imán permanente. La bobina está restringida por dos resortes que también sirven como conexiones para llevar la corriente a dicha bobina.

RELEVADORES ELECTROMECÁNICOS (tipo inducción magnética) Un relevador de inducción trabaja solamente con corriente alterna. Consiste en un sistema electromagnético que opera sobre un conductor en movimiento, generalmente en la forma de disco o de copa, y funciona mediante la interacción de flujos electromagnéticos con las corrientes parásitas de Foucalt las cuales son inducidas en el rotor por esos flujos. Estos dos flujos, que están mutuamente desplazados ambos en ángulo y en posición, producen un torque.  Unidades de disco de inducción. Se basan en el diseño del medidor de kWh y usa los mismos principios de operación. Operan por el torque resultante de la interacción de los flujos producidos por un electroimán con las corrientes inducidas en el plano de un disco rotatorio de aluminio. La bobina que se encuentra cortocircuitada hace ɸL que se retrase con respecto a ɸ y ɸR produciendo una acción motora de desfase. Esta unidad tiene tres polos en un lado del disco y un Shunt magnético común en el lado opuesto. La bobina principal está en el brazo central. Los tres flujos cruzan el entrehierro y producen corrientes de Eddy en el disco de aluminio. Como resultado, las corrientes de Eddy causan contraflujos y la interacción de los dos conjuntos de flujos, producen el torque que hace rotar el disco. Un resorte en espiral en el eje del disco, conduce una corriente al o móvil y crea el par. Este resorte junto con el disco y el diseño del electroimán, proporcionan una corriente mínima de operación constante sobre el rango de desplazamiento del o. Un imán permanente con la armadura de o ajustable (Shunt) amortiguan el disco y los plugs magnéticos en el electroimán controlan el grado de saturación. La tensión del resorte, el imán amortiguador y los plugs magnéticos permiten ajustes separados y relativamente independientes de las características de sobrecorriente de la unidad de tiempo inverso. El flujo total es: ɸ= ɸL+ ɸR Donde ɸL induce un voltaje Vs y fluye Is en fase con la bobina de retraso cortocircuitada.

 Relevador tipo vatimétrico. Una variante del relevador de disco de inducción se muestra en la figura en su forma más común, este tipo de relevador utiliza un arreglo de bobinas arriba y abajo del disco con las bobinas superior e inferior alimentadas por diferentes valores o, en algunos casos, con justo una alimentación para la bobina superior, la cual induce un flujo fuera de fase en la bobina inferior a causa del entrehierro. Contiene además un imán amortiguador cruzado por el disco. Adherido en la parte central del disco hay un eje sobre el cual existe un resorte de control que permite el ajuste de tiempo de desplazamiento de un o móvil ubicado en la parte superior del eje; cuando este o termina su recorrido se toca con un o fijo cerrando un circuito de mando. El relevador típico de tiempo diferido es de este tipo y tiene características de tiempo inverso.  Relevador de polo sombreado. En este caso la porción de la sección electromagnética es cortocircuitada por un anillo de cobre o bobina. crea un flujo en el área influenciada por la sección cortocircuitada (llamada sección sombreada) la cual atrasa el flujo en la sección no sombreada.  Unidades de cilindro (o de copa). Este relevador tiene un cilindro similar a una copa el cual puede rotar en el entrehierro, se puede observar en las figuras. La operación es similar a la de un motor de inducción con polos salientes para los devanados del estator. La unidad tiene un núcleo interno de acero rodeado de un cilindro de aluminio en el centro de un electroimán cuadrado y que rota en un entrehierro anular entre los polos de las bobinas y tiene un núcleo central fijo. La rotación del cilindro se limita a unos pocos grados y un resorte proporciona el torque de restablecimiento.

El torque de operación es una función del producto de dos cantidades de operación y del coseno del ángulo entre ellas. Se pueden usar diferentes combinaciones de cantidades de entrada para diferentes aplicaciones como voltajes o corrientes del sistema, o voltajes de Red (circuito). Las configuraciones con 4 u 8 polos espaciados simétricamente alrededor de la circunferencia de la copa son usadas con frecuencia. El movimiento del cilindro está limitado a una pequeña cantidad por el o y los topes. Un resorte especial proporciona el torque de restricción o de frenado.  Unidades de D’Arsonval. Este tipo de relevador se muestra en la figura 3.10. Utiliza una bobina móvil. Un núcleo cilíndrico de dos polos es formado por una estructura magnética y un imán permanente interior. Una bobina móvil de enlace en el entrehierro es energizada por corriente directa que reacciona con el flujo del entrehierro para crear el torque rotacional. La unidad D'Arsonval opera con una entrada muy baja de energía que proviene del Shunt DC, circuito puente, o CA rectificada.  Relevador de brazo balanceado. Se constituye en uno de los sistemas más empleados pues es el esquema básico de la protección de distancia. En las figuras se muestran sus características constructivas. Opera con el principio de balanceo comparando dos cantidades, por ejemplo dos corrientes, o una corriente y un voltaje. El brazo tiene una ligera polarización mecánica para la posición del o abierto obtenida por un resorte de ajuste. El electroimán puede tener más de una bobina y alguna de las bobinas pueden estar interconectadas dependiendo de las cantidades a ser medidas. Las corrientes o voltajes desbalanceados causan torque en una bobina para superar el torque de la otra. El torque positivo producido por la bobina 1 es representado por +T y el torque negativo producido por la bobina 2 por -T. El relevador no trabaja en banda intermedia.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

Fundamentos de protección de sistemas eléctricos por relevadores Gilberto Enriquez Harper Edit. Limusa Segunda edición

http://es.idoub.com/doc/66244372/12/Tipos-de-reles-segun-su-funcionamiento

http://tesisalfovan.wordpress.com/fdfdf/