Uso del relé DPST para controlar la carga de CA

A continuación se muestra el esquema funcional que planeo usar para controlar una carga de CA (aire acondicionado en este ejemplo con un consumo máximo de corriente de 32A). Dado que todavía soy relativamente nuevo en la alimentación de red y los relés, agradecería si pudieran comentar sobre el diseño y señalar si me falta algo y si este diseño es seguro o no.

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  1. Planeo usar un relé de enganche DPST con voltaje de bobina de 5V y corriente de carga máxima de 40A. El relé operaría tanto en la línea Live como en la neutral para mayor seguridad.
  2. También habría un fusible de 40 A en la línea Viva para proteger contra sobrecorriente.
  3. Un Schottkey de 12 V para proteger contra CEM en la espalda
  4. Un sensor Hall en la línea Live para dar retroalimentación al microcontrolador sobre si la corriente va a la carga o no.
¿Qué tipo de relé de enclavamiento estás usando? Bobina doble o simple?
@ Majenko-notGoogle Planeo usar doble bobina para mantenerlo simple (usando 2 pines de microcontrolador.
Ok, está bien entonces.
También supongo que no está conduciendo directamente las bobinas del relé con el pin IO de la MCU, sino a través de un transistor.
Si su micro puede conducir suficiente corriente para que el relé funcione, entonces esa parte está bien. La mayoría no puede, por lo que necesitan un amplificador de algún tipo en el medio, generalmente un solo transistor por bobina para lo que está haciendo. Además, el sensor de corriente debe estar aislado de la red eléctrica y no convertirse tampoco en un transformador. Aparte de eso, creo que eres bueno.
Oh, tu esquema muestra una bobina simple, pero dijiste que ibas a usar una bobina doble. ¿Qué estás planeando en realidad?
Probablemente sería una buena idea si empezaras aquí .
Sí, estaría usando un transistor para impulsar la bobina. @AaronD actualizó la imagen para incluir doble bobina. No entendí la parte sobre aislar el sensor de corriente.
Hay muchas formas de medir la corriente. Algunos están aislados de forma natural, mientras que otros no lo están de forma inherente. Otros pueden trabajar de cualquier manera. Otro peligro es que si usa la corriente que está midiendo para generar un campo magnético en un cable o bobina y luego usa otro cable o bobina para medir el campo magnético, entonces en realidad ha fabricado un transformador. Esto aún puede satisfacer el requisito de aislamiento, pero el riesgo es que el voltaje de salida sea mayor en algunos casos de lo que su instrumento puede manejar.
Su sensor de efecto Hall no usa ese principio normalmente, pero podría hacerlo por accidente por un cableado descuidado.

Respuestas (1)

Bueno, un par de cosas. Primero, si alguna vez ha mirado la caja de control en un aire acondicionado para toda la casa, verá que el relé es una unidad de marco abierto bastante fuerte, impulsada por un solenoide, con contactos que se abren bastante (a veces tanto como 1 /2 pulgadas). Esto se debe a que la calidad inductiva de la carga es suficiente para producir un arco significativo en los contactos cuando se abre el relé. Si su relé no está clasificado para tal "retroceso" inductivo, querrá agregar un capacitor entre L y N, de modo que se suprima este arco. Entre otras ventajas, tus contactos durarán mucho más. El valor exacto de un capacitor de este tipo es difícil de calcular, pero un capacitor de "arranque" (similar al que podría usarse en el circuito del motor del compresor) podría ser un buen punto de partida. 6 uF a 400 V CA debería ser una buena estimación aproximada, y observar tus contactos mientras se abren con y sin el capuchón será una buena confirmación. ¡La diferencia puede ser asombrosa! También podría considerar cierta capacitancia a través de la bobina del relé, como una protección adicional para la electrónica del controlador de la bobina contra el EMF posterior que mencionó.

En segundo lugar, recomendaría encarecidamente reconsiderar el uso de un relé de enclavamiento para controlar dicha carga. Desde el punto de vista de la seguridad, está invitando a demasiadas situaciones de modo de falla en las que la carga podría dejarse energizada, cuando realmente desea que se apague. Si el controlador funciona mal o simplemente pierde energía, ¿no le gustaría que se apagara la carga? Si tiene una MCU involucrada, al menos un relé sin enclavamiento podría ser operado por un circuito a prueba de fallas, donde la ausencia de un pulso ocasional indicaría que la MCU no está funcionando y provocaría un apagado. Todos y cada uno de los sensores o características de seguridad adicionales que agregue a sus planes actuales o futuros se omitirán fácilmente si el controlador falla, si el relé es del tipo de bloqueo. Y, por cierto, un relé de potencia de enganche mecánico de este tipo probablemente sea costoso. Si realmente quieres un tipo de enganche, podría ser mejor y más barato encontrar un relé que tenga un contacto de "retención" adicional. Estos permiten arreglos de circuitos en los que un pulso cierra el relé y la bobina permanece energizada a través del contacto de retención.

Dependiendo de la aplicación, podría estar bien dejarlo encendido. Si está diseñado para estar enchufado todo el tiempo y él solo quiere desenchufarlo de vez en cuando sin desenchufarlo realmente...
Además, para el contacto de retención, probablemente tendrá que hacerlo usando un relé de 3 polos. Existen, muy probablemente como arrancadores/contactores de motor (los arrancadores tienen protección de circuito incorporada, los contactores no) con contactos auxiliares que están diseñados para decirle a un sistema de control industrial en qué estado se encuentra realmente. Los contactos principales de estos están diseñados para motores sin supresión de arco adicional. El problema es que las bobinas generalmente están diseñadas para voltaje de línea o 24 V CC, pero está bien si tiene un suministro adecuado, separado de la MCU y un transistor.
De hecho, estaba planeando usar un relé de enclavamiento magnético con bobinas dobles. La idea detrás de usar un relé de enclavamiento en lugar de uno sin enclavamiento era ahorrar en la corriente constante requerida para mantener un relé sin enclavamiento en comparación con un pulso momentáneo en el caso del relé de enclavamiento . Estaría usando la unidad de control para operar mi aire acondicionado a través de comandos por bluetooth desde mi teléfono. Entonces, incluso si la unidad de control falla (en la posición cerrada), me daría cuenta de esto y simplemente la apagaría.
Siempre que esté destinado a la operación supervisada por humanos, está bien entonces. Si ya eligió este relé de enganche magnético, no me importaría ver un enlace al producto. Todavía apostaría a que es caro en comparación con un relé con un contacto de retención u otro arreglo que requiera la corriente constante, pero aún así no me importaría ver lo que encuentra.
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