COMPORTAMENTO DE RELÉS ELETROMECÂNICOS PARA APLICAÇÕES DE ZERO CROSS
With a long history as a leading innovator in the field of electro-mechanical relays, TE Connectivity has a reputation for world-class product, application, and testing support. As the specifier of these small but intricate devices, you already know how susceptible relays can be to the various circuit and environmental conditions.
In addition to TE’s expert support in 3 regions of the world, we have accumulated a library of application notes to help understand, and design in, electro-mechanical relays. Those documents can be found on our Application Notes page. This paper is the latest in that collection.
When you are using zero-cross relay control, you learn that one relay characteristic is most important for your design; operate time. To properly anticipate the closing of the relay contacts in sync with the supply voltage you have to know how the relay responds to ambient temperature and coil voltage. For a deeper dive into the effects of temperature on relay operation in general, refer to TE’s application notes, “Temperature Considerations for DC Relays” and “Coil Voltage and Temperature Compensation.”
Operate time is defined as the time interval that elapses from energizing the relay coil in the rest state to the moment when the last output circuit (pole) is closed or opened(bounce time not included). This paper is based on testing done to demonstrate the effects of ambient temperature and coil voltage on relay operate time.
Condições de teste e explicação das informações/dados:
Todas as informações/dados são baseados em tamanho amostral pequeno (12 relés), do mesmo lote de produção, medidos durante vários ciclos. Não foram tomadas medidas especiais para evitar variações devido à variação da fabricação e de componentes. As amostras de teste eram novas e não foram submetidas ao ciclismo de resistência.
Os dados apresentados devem ser considerados apenas como um instantâneo dessas amostras específicas e não uma garantia de desempenho para outra população dos mesmos números de peças. A ficha técnica da TE é nossa garantia.
O teste é realizado no ambiente laboratorial em uma posição de montagem (pinos para baixo) e pode não prever com precisão todas as condições de aplicação.
Não foi feita a tentativa de avaliar o salto de contato durante a medição do tempo de operação. Os valores de tempo de operação são medidos sem o salto. Os dados de salto foram coletados de um grupo separado de amostras. Qualquer variação devido ao equipamento de medição não está incluída.
A tensão da bobina foi aplicada utilizando uma fonte de alimentação padrão de tensão CC. Nenhum dado foi coletado usando um método alternativo de acionamento da bobina.
Apenas um modelo de relé foi investigado e testado até o momento. Pode não representar comportamentos semelhantes para outros designs de relé.
Os testes foram realizados em um ciclo de 4% de serviço para eliminar qualquer impacto térmico devido ao aquecimento da bobina. Qualquer impacto térmico com ON contínuo, especialmente na maior tensão da bobina não foi avaliado. O funcionamento contínuo da bobina em uma tensão mais elevada em temperatura ambiente elevada afeta o desempenho do relé. A temperatura da bobina a 4% do ciclo (240 ms) pode ser considerada próxima da temperatura ambiente durante os testes.
Os testes de vida utilizando as diferentes tensões e temperaturas das bobinas nestas Informações/Dados não foram realizados – portanto, quaisquer problemas relativos à vida do contato não são abordados aqui.
A TE continua a investigar e a entender a aplicação zero cross e o impacto do tempo de operação em tais aplicações.
Visão geral do teste
Os dados foram coletados em grupos da seguinte forma:
Tempo de operação: 8 A, 250 vca, Normalmente Aberto
12 relés foram colocados simultaneamente no forno até que o equilíbrio térmico fosse atingido. Cada relé foi colocado em ciclo aproximadamente 1000 vezes com dados coletados em cada ciclo (tempo de ciclo: 0,24 s ligado/5,76 s desligado). Os dados foram coletados em 3 tensões de bobinas (85%, 100%, 120%). Então, esse processo foi repetido em cada temperatura ambiente (0 °C, 25 °C, 50 °C, 75 °C, 100 °C).
Monoestável (3-1393240-3 RT33L012)
Biestável (2-1393240-7 RT33LA12) (também conhecido como tempo "definido")
Tempo de salto: 100 ma, 10 vcc, Normalmente Aberto
10 relés foram colocados simultaneamente no forno até que o equilíbrio térmico fosse atingido. Cada relé foi colocado em ciclo aproximadamente 3 vezes com dados coletados em cada ciclo. Os dados foram coletados em 2 tensões de bobinas (100%, 120%). Então, esse processo foi repetido em cada temperatura ambiente (25 °C, 55 °C, 85 °C).
Monoestáveis (3-1393240-3 RT33L012)
Biestáveis (2-1393240-7 RT33LA12) ("conjunto")
Dados de tempo de operação dos monostáveis
- Em cada gráfico do relé monoestável, o tempo médio de funcionamento de cada relé aumenta com a temperatura.
- À medida que a tensão da bobina foi aumentada, os tempos médios de operação foram menores no geral.
- À medida que a tensão da bobina aumentava, a variação (alcance) sobre o grupo diminuiu, bem como a variação (alcance) de cada relé individual.
- Os tempos de operação foram mais consistentes com maior tensão da bobina.
- Os tempos de operação foram menos afetados pela faixa de temperatura em maior tensão de bobina.
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Dados de tempo de salto dos monostáveis
- Os dados de tempo de salto vêm de um grupo de 30 pontos de dados: 10 relés monostáveis, 3 leituras por relé. Os dados de relés individuais não são exibidos.
- Dentro do grupo de dados totais (todos os relés), os tempos de salto variam em todos os relés cerca de 2 ms, independentemente da temperatura ou tensão da bobina.
- Os tempos médios de salto são ligeiramente mais elevados em 120% de tensão de bobina em comparação com 100% de tensão de bobina.
- Os tempos médios de salto não parecem mudar significativamente com a temperatura.
- Em comparação com os tempos de salto dos biestáveis, os tempos de salto máximo e médio dos monoestáveis são visivelmente mais altos em todas as temperaturas e tensões de bobinas.
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Dados de tempo de operação dos biestáveis
- Semelhante aos dados do relé monoestável,
- À medida que a tensão da bobina foi aumentada, os tempos médios de operação foram menores no geral.
- À medida que a tensão da bobina aumentava, a variação (alcance) sobre o grupo diminuiu, bem como a variação (alcance) de cada relé individual.
- Os tempos de operação foram mais consistentes com maior tensão da bobina.
- Os tempos de operação foram menos afetados pela faixa de temperatura em maior tensão de bobina.
- Em temperaturas mais baixas, os tempos de funcionamento dos biestáveis são ligeiramente mais baixos em comparação com os monoestáveis.
- No geral, os tempos de operação para relés biestáveis variaram (alcance) ligeiramente menos de relé a relé em toda a faixa de temperatura.
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Dados de tempo de salto dos biestáveis
- Os dados de tempo de salto vêm de um grupo de 10 relés biestáveis, 3 leituras por relé: 30 pontos de dados no total.
- O tempo mínimo de salto para o grupo não muda significativamente com alterações de temperatura ou tensão da bobina.
- Em comparação com os tempos de salto dos relés monoestáveis, os tempos de salto máximo e médio dos relés biestáveis são visivelmente mais baixos em todas as temperaturas e tensões de bobinas.
RELÉS DE SCHRACK
Conclusão
Com relação aos relés testados para este relatório
O aumento da temperatura de operação ambiente provavelmente aumenta o tempo de operação do relé para qualquer relé, bem como aumenta a variação no tempo de operação para cada relé.
O aumento da tensão da bobina tem o efeito de diminuir o tempo de operação de qualquer relé, bem como a diminuição da variação no tempo de operação. Também reduz a influência das mudanças na temperatura ambiente.
A temperaturas ambientes elevadas, um grupo de relés biestáveis provavelmente terá tempos de operação semelhantes versus monosestáveis.
Um relé biestável individual tende a ter um tempo de operação mais consistente em comparação com sua contraparte monoestável (em todas as temperaturas).
Os tempos de salto do contato em uma população de relés monostáveis podem variar mais de 2 ms com pouca influência da tensão da bobina. Comparativamente, um grupo de relés biestáveis poderia estar mais perto de uma faixa de 1 ms.
O aumento da tensão da bobina não necessariamente reduz o tempo de salto de contato.
Os tempos médios de salto não parecem mudar significativamente com a temperatura.
Em comparação com os biestáveis, os tempos de salto dos relés monoestáveis são visivelmente mais altos em todas as temperaturas e tensões de bobinas.
