O que é um relé de carregamento automático
Um relé de carregamento automático é um tipo de relé utilizado para controlar automaticamente o processo de carregamento, normalmente em veículos eléctricos ou outros dispositivos que requerem carregamento automático. A sua principal função é cortar automaticamente o circuito de carga quando a bateria está totalmente carregada para evitar a sobrecarga, protegendo assim a bateria e prolongando a sua vida útil.
O relé (nome inglês: relay) é um tipo de dispositivo de controlo elétrico, é a alteração da quantidade de entrada (quantidade de excitação) para atingir os requisitos estipulados no circuito elétrico de saída para fazer com que a quantidade controlada sofra uma alteração de passo predeterminada num tipo de aparelho elétrico.Existe uma relação interactiva entre o sistema de controlo (também designado por circuito de entrada) e o sistema controlado (também designado por circuito de saída). Normalmente utilizado em circuitos de controlo automatizados, é uma espécie de "interrutor automático" que controla o funcionamento de grandes correntes com pequenas correntes. Por conseguinte, desempenha o papel de regulação automática, proteção de segurança e circuito de conversão no circuito.
Tipos de relés de carga automática
Os principais tipos de relés de carga automática incluem relés electromagnéticos, relés térmicos, relés de tempo e relés de velocidade. Estes relés são classificados de acordo com o seu princípio de ação, caraterísticas estruturais e tipo de carga.
1. relé eletromagnético
Os relés electromagnéticos são o tipo mais comum de relés que controlam o ligar/desligar de um circuito através de efeitos electromagnéticos.Quando a bobina é energizada, gera um campo magnético que atrai o núcleo de ferro, fazendo com que os contactos se fechem ou se partam, realizando assim o controlo do circuito.
Principais funções: o circuito de controlo e o circuito de carga estão completamente isolados para melhorar a segurança, podem controlar circuitos de alta corrente ou alta tensão, estrutura mecânica simples e longa vida útil.Se for necessário selecionar o tipo, é preciso ter em conta a tensão, a corrente, o tipo de contacto e outros parâmetros para garantir o melhor desempenho.
2. relé térmico
O relé térmico é um dispositivo de proteção eléctrica comummente utilizado para evitar que o motor ou o equipamento elétrico sejam danificados devido a sobrecarga.Quando a corrente no circuito excede o valor definido, o elemento térmico aquece, dobra e deforma o bimetal, o que acciona o mecanismo mecânico para desligar o circuito e garantir a segurança do equipamento.
Função principal: proteção precisa contra sobrecargas, estrutura simples e fiável com forte capacidade anti-interferência.A corrente de ação pode ser ajustada de acordo com as necessidades do equipamento, não corta diretamente o circuito principal, apenas controla a bobina do contactor, alta segurança.
3. relé de tempo
O relé de tempo é um tipo de dispositivo de controlo com uma função de atraso de tempo, que pode ligar ou desligar automaticamente o circuito após um tempo definido, e é amplamente utilizado no sistema de automação que necessita de um controlo de tempo preciso.
Função principal: controlo preciso para responder a diferentes necessidades. Pode ser combinado com contactores, PLC, etc. para realizar um controlo de temporização complexo, alta precisão eletrónica e para se adaptar a diferentes ambientes.
4. relé de velocidade
O relé de velocidade (também conhecido como relé de velocidade) é um tipo de componente de automação utilizado para detetar a velocidade do motor ou do equipamento rotativo, que pode ligar ou desligar automaticamente o circuito de controlo de acordo com o valor de velocidade predefinido, e é amplamente utilizado na regulação da velocidade do motor, no controlo da travagem e no sistema de proteção do equipamento.
Principais funções: evitar danos no motor devido a excesso de velocidade ou bloqueio a baixa velocidade, com um inversor para realizar a regulação da velocidade em circuito fechado, anti-vibração eletrónica sem contacto, sem manutenção, adequado para ambientes agressivos.
Símbolos de circuitos de relés
1. representação do circuito das bobinas de relé
Uma representação padronizada de bobinas de relé é usada em diagramas de circuito:
Símbolo básico: Uma única bobina é representada por um gráfico de caixa longa
Representação de bobina dupla:Quando um relé tem duas bobinas, duas caixas longas são desenhadas lado a lado.
Normas de rotulagem:O símbolo de texto "J" (das iniciais em pinyin de "relay") deve ser etiquetado no interior ou ao lado da caixa longa.
2. duas formas de desenhar os contactos do relé
Método de desenho centralizado
Caraterísticas: Todos os contactos são desenhados no mesmo lado da caixa longa que representa a bobina.
Vantagens:Visualizar a estrutura completa do relé
Cenários aplicáveis: conceção de circuitos simples, ensino de diagramas esquemáticos.
Método de desenho descentralizado
Caraterísticas: De acordo com as necessidades reais do circuito, os contactos serão espalhados em diferentes posições.
Requisitos de rotulagem:
Certificar-se de que a bobina e os contactos correspondentes utilizam o mesmo símbolo (por exemplo, J1).
Adicionar um número a cada grupo de contactos (por exemplo, J1-1, J1-2)
Vantagens: Torna a cablagem de circuitos complexos mais clara e fácil de ler.
3.Três tipos de contactos de relé
1.Contactos normalmente abertos (tipo H)
Identificação do símbolo: indicado pela letra "H".
Quando a bobina é desenergizada, o contacto permanece aberto:
Quando a bobina é desenergizada, o contacto permanece aberto.
Quando a bobina é energizada, o contacto fecha e conduz.
Aplicações típicas: controlo de arranque de circuitos, comutação de equipamentos energizados.
2. contacto normalmente fechado (tipo D)
Identificação do símbolo: indicado pela letra "D".
Simbolização: A letra "D" é utilizada para indicar as caraterísticas de funcionamento:
Quando a bobina é desenergizada, o contacto permanece fechado.
Quando a bobina está sob tensão: o contacto está aberto
Aplicações típicas: circuitos de proteção de segurança, paragens de emergência.
3. contacto de comutação (tipo Z)
Identificação do símbolo: indicado pela letra "Z".
Caraterísticas estruturais:
Contém 3 contactos: 1 contacto móvel + 2 contactos estáticos.
Formar dois pares de contactos
Caraterísticas de funcionamento:
Quando a bobina não está energizada, o contacto móvel é fechado a um dos contactos estáticos e desligado do outro.
Quando a bobina é energizada, a posição do contacto móvel é comutada para alterar o estado da ligação.
Aplicações típicas: controlo de comutação de circuitos, controlo de avanço e recuo do motor.
Função de relé de carregamento automático
1. gestão inteligente do carregamento e controlo preciso do ligar/desligar
O relé de carregamento automático desempenha um papel fundamental no domínio do controlo de potência, e o seu excelente desempenho de ligar/desligar fornece uma garantia sólida para a segurança do carregamento. Tomando como exemplo a pilha de carregamento de veículos eléctricos, o sistema de relé pode
Controlo preciso:Obtém uma resposta em milissegundos para garantir uma ligação estável quando o carregamento é iniciado.
Desconexão segura:Desconexão fiável do circuito quando o carregamento está concluído ou em condições anormais.
Comutação de modo: Comutação inteligente dos modos de carregamento rápido/lento de acordo com as instruções de controlo, suportando funções avançadas como a reserva de carregamento.
Otimização da eficiência: melhora significativamente a eficiência da utilização de energia através do ajuste dinâmico dos parâmetros de carregamento.
2. mecanismos de proteção de circuitos múltiplos
O moderno relé de carga automática integra uma gama completa de funções de proteção, criando várias barreiras de segurança para o sistema de carga:
Função de proteção central:
Proteção contra sobreintensidades: monitorização em tempo real da corrente, para além do limiar de segurança, corte imediato
Proteção contra sobretensão: desligamento automático em caso de tensão anormal da rede
Proteção contra falhas de energia: Reação a falhas de energia súbitas para garantir a segurança do equipamento
Monitorização da temperatura: evitar danos no equipamento causados por sobreaquecimento
Vantagem de proteção:
Tempo de resposta <20ms, muito superior aos interruptores mecânicos
Parâmetros de proteção programáveis, adaptando-se a diferentes necessidades do equipamento
Função de auto-diagnóstico de falhas, melhora a eficiência da manutenção
3. sistema inteligente de monitorização e controlo remoto
Como componente central do sistema de carregamento inteligente, o relé de carregamento automático tem uma forte capacidade de interação de dados:
Função de controlo:
Recolha em tempo real de parâmetros-chave, como a corrente de carga, a tensão, a temperatura, etc.
Precisão da amostragem de dados de ± 0,5%, para garantir a exatidão da monitorização
Alarme instantâneo para estados anormais, suportando um mecanismo de aviso hierárquico.
Caraterísticas de controlo:
Suporta 4G/5G/WiFi e outros protocolos de comunicação.
É possível efetuar o arranque/paragem remoto, a comutação de modo e outras operações.
Cooperar com a plataforma de nuvem para realizar o gerenciamento de cluster de pilha de carregamento.
Interface API aberta para integração de sistemas
Através destas três funções principais, o relé de carregamento automático não só garante a segurança e a fiabilidade do processo de carregamento, como também promove o desenvolvimento da infraestrutura de carregamento no sentido da inteligência e da ligação em rede, e fornece um apoio técnico fundamental para a gestão da energia na nova era energética.
Princípio de funcionamento do relé de carga automática
O relé de carga automática é um tipo de dispositivo de controlo inteligente baseado em princípios electromagnéticos e a sua função principal é realizar o controlo automático de ligar/desligar o circuito de carga. Segue-se o seu princípio de funcionamento pormenorizado:
1. fase de arranque do carregamento
Quando o processo de carregamento começa
O sistema de controlo aplica uma tensão de trabalho à bobina electromagnética do relé, que gera um forte campo eletromagnético depois de ser energizado. A força electromagnética supera a resistência da mola e atrai a armadura para atuar, e os contactos móveis e estáticos são fechados de forma fiável para formar o circuito de carga.
2. fase de retenção do carregamento
No processo normal de carregamento
A bobina electromagnética é continuamente energizada para manter o campo magnético e os contactos são mantidos fechados para assegurar uma transmissão estável da corrente e o sistema de controlo monitoriza os parâmetros de carga (tensão, corrente, temperatura, etc.) em tempo real.
3. fase de terminação do carregamento
Quando o sinal de conclusão do carregamento é detectado
O sistema de controlo corta a alimentação eléctrica da bobina electromagnética, o campo eletromagnético desaparece rapidamente, o mecanismo de mola empurra a armadura para a repor, o contacto móvel e o contacto estático são separados rapidamente e o circuito é completamente desligado.
Este controlo inteligente de ligar/desligar não só garante a segurança e a fiabilidade do processo de carregamento, como também prolonga eficazmente a vida útil da bateria, que é um componente-chave indispensável no equipamento de carregamento moderno.
Vantagens e desvantagens dos relés de carga automáticos
1.Vantagens
Controlo automático: pode detetar automaticamente o estado da bateria e cortar o circuito de carga, reduzindo a intervenção manual.
Proteção da bateria: evita a sobrecarga e a descarga excessiva, prolongando a vida útil da bateria.
Seguro e fiável: reduz os acidentes de segurança provocados por um carregamento incorreto.
2. desvantagens
Custo mais elevado: Em comparação com os carregadores normais, os relés de carregamento automático aumentam a complexidade e o custo do sistema.
Manutenção complexa: requer inspeção e manutenção regulares do relé e do seu sistema de controlo.
Aplicação de relés de carga automática em placas de circuito impresso
1. expandir a gama de controlo
O relé de carga automática pode controlar o sinal de dados através de vários pontos de contacto, para garantir que um determinado valor, pode pressionar o grupo de pontos de contacto de diferentes métodos, para além de substituir, abrir e fechar, ligando vários circuitos.
2. aumentar a capacidade de carga
O relé de carga automática pode utilizar uma quantidade muito pequena de controlo, controlar um circuito de grande potência de saída. Por exemplo, os relés de destreza e os relés intermédios podem controlar circuitos de alimentação de alta potência com uma pequena quantidade de controlo.
3. sinal de dados integrado
Quando vários sinais de dados de controlo são introduzidos num relé multi-enrolamento da forma necessária, este pode ser submetido a um processamento de tipo integrado comparativo para garantir o efeito de controlo desejado.
Controlo da automatização: Os relés de carregamento automático podem ser formados com outros produtos eléctricos para operar linhas de controlo de programas para controlo de automação. Por exemplo, os relés do equipamento de proteção podem ser combinados com outros produtos eléctricos para formar uma linha de controlo do programa de funcionamento para o funcionamento do controlo automático.
Considerações sobre a conceção de um relé de carga automática em PCB
1. selecionar o modelo de relé correto
Selecionar o módulo de relé de 5V adequado de acordo com a capacidade de carga, o tempo de resposta e o tempo de vida, etc. Os módulos de relé de 5V são amplamente utilizados no controlo da automatização, na casa inteligente, na linha de produção industrial e noutros domínios, devido à sua tensão moderada e compatibilidade direta com a maioria dos microcontroladores.
2. conceber o circuito de controlo do relé
O circuito de controlo de um relé envolve a entrada, o processamento e a saída de sinais. O lado de entrada pode receber sinais de vários dispositivos de controlo, como a saída GPIO do microcontrolador, sinais de sensores, etc. As saídas são então ligadas ao circuito de carga que está a ser controlado. O terminal de controlo é normalmente parte da bobina do relé. Quando o terminal de controlo é acionado por uma tensão adequada, a bobina gera um campo magnético que, por sua vez, faz com que o relé funcione.
3. otimizar a conceção da bobina do solenoide
A bobina do solenoide é um dos componentes principais do relé e o seu design tem de garantir que a força electromagnética gerada pela bobina quando esta é energizada é suficiente para acionar a estrutura mecânica, minimizando o consumo de energia.
Assegurar uma ligação eléctrica fiável: Na conceção da placa de circuito impresso, os contactos são ligados a várias partes do circuito através de orifícios na placa de circuito impressoA ligação é uma ligação que não só é conveniente como também proporciona uma ligação eléctrica fiável.
Áreas de aplicação do relé de carga automática
1. veículos de energia nova
Nos veículos de energia nova, o relé de carregamento automático é utilizado principalmente para controlar a comutação da bateria, do motor, da porta de carregamento e de outros componentes. Especificamente, pode controlar o ligar/desligar do circuito, para realizar as funções de arranque, aceleração, desaceleração e paragem do veículo. Além disso, quando o veículo está a carregar, o relé de carregamento automático também pode controlar o interrutor da porta de carregamento para garantir a segurança e a estabilidade do processo de carregamento.
2. pistola de carga e posto de carga
Os relés também desempenham um papel importante nas pistolas de carga e nas pilhas de carga. Por exemplo, o relé HF161F da Hongfa’ é amplamente utilizado em pistolas de carga e pilhas de carga para controlar o ligar/desligar do circuito. Outro relé HF179F da Hongfa é utilizado para controlar o ligar/desligar do circuito para garantir o funcionamento seguro do equipamento de carregamento. Além disso, as pistolas de carga e descarga inteligentes de 3,5/4kW da Aohi’ também têm relés incorporados para fornecer uma variedade de funções de proteção, tais como proteção contra sobretensão e proteção contra sobrecorrente.
3. sistema de produção de energia solar
Num sistema de energia solar, o relé de carregamento automático pode controlar o interrutor do painel solar e proteger o circuito para evitar que o painel seja danificado por demasiada ou pouca corrente. Ao mesmo tempo, o relé também pode ser utilizado em conjunto com o controlador solar para efetuar a gestão inteligente do sistema de produção de energia solar.
Perguntas frequentes sobre os relés de carregamento automático
1.O relé não engata (não funciona)
Causas possíveis:
Tensão de alimentação insuficiente (tensão da bobina não coincide).
Falha do sinal de controlo (por exemplo, o microcontrolador não emite um sinal).
A bobina do relé está avariada ou a envelhecer.
Mau contacto dos fios (por exemplo, terminais soltos, oxidação).
Solução:
Verificar se a tensão nominal da bobina corresponde à entrada (por exemplo, 12V/24V).
Medir o sinal de controlo com um multímetro para verificar se está normal.
Teste a bobina on/off, a resistência infinita precisa de ser substituída.
Limpar os terminais e voltar a apertar os fios de ligação.
2. o relé está ativado mas a carga é anormal
Causas possíveis:
A resistência de contacto é demasiado elevada devido à ablação ou oxidação do contacto.
A corrente de carga excede o valor nominal do relé (por exemplo, curto-circuito ou sobrecarga da bateria).
Erro da lógica de controlo do carregamento (por exemplo, a deteção de tensão não é permitida).
Solução:
Verificar se os contactos estão enegrecidos ou esburacados e substituí-los, se necessário.
Confirme a corrente de carga e selecione um relé de especificação superior (por exemplo, 30A em vez de 10A).
Verificar as definições do sensor de tensão ou do controlador de carga.
3.O relé continua a engatar/falha em desengatar
Causas possíveis:
O sinal de controlo está bloqueado (por exemplo, erro no programa ou falha no circuito de acionamento do relé).
Contactos colados (a corrente elevada leva à soldadura por fusão).
Estrutura mecânica presa (pó ou desgaste).
Solução:
Desligar o sinal de comando e observar se este se liberta; verificar o transístor de acionamento / MOSFET.
Substitua o relé e procure a causa da sobrecorrente (por exemplo, bateria invertida).
Limpar ou substituir as peças mecânicas.
4. aquecimento severo do relé
Causas possíveis:
Aumento da resistência devido a mau contacto.
Funcionamento prolongado em sobrecarga.
Más condições de dissipação de calor (por exemplo, espaço confinado).
Solução:
Meça a queda de tensão do contacto e substitua-o quando estiver anormalmente quente.
Aumentar a margem de corrente do relé (por exemplo, utilizar relés para automóveis).
Melhorar a ventilação ou instalar um dissipador de calor.
5. queima da bobina
Causas possíveis:
A tensão de entrada é demasiado elevada (por exemplo, 24V ligado por engano a uma bobina de 12V).
Curto-circuito da bobina (rutura do isolamento).
Sobreaquecimento devido à comutação frequente.
Solução:
Verifique a especificação da tensão e adicione um circuito de proteção contra sobretensão (por exemplo, díodo regulador de tensão).
Substituir o relé e verificar o isolamento da cablagem.
Reduzir a frequência de comutação ou selecionar um relé de estado sólido (SSR).
6. ruído ou vibração
Causas possíveis:
Flutuação da tensão da bobina (por exemplo, sinal PWM instável).
A instalação não é segura.
Relé AC utilizado para cenário DC (ou vice-versa).
Solução:
Certifique-se de que a tensão é suave e adicione condensadores de filtro, se necessário.
Reforçar o suporte de montagem ou utilizar almofadas anti-vibração.
Selecionar um relé específico para DC (bobina DC).
7. mau funcionamento (aleatório de ligar/desligar)
Causas possíveis:
Interferência electromagnética (por exemplo, motor próximo, inversor).
Interferência no sinal de controlo (por exemplo, fios longos não blindados).
A humidade ambiente elevada provoca fugas.
Solução:
Ligar a bobina do relé em paralelo com um díodo de continuidade de corrente.
Utilize fios blindados e mantenha-os afastados de fontes de interferência.
Escolha o modelo à prova de humidade ou faça um tratamento de tripla impermeabilidade.