Risposta diretta: cosa significano i termini relativi alla tensione della bobina del relè?
La tensione della bobina del relè non è solo quella stampata sull'etichetta del prodotto. Un relè possiede anche una tensione di eccitazione, una tensione di rilascio e una tensione di mantenimento. Questi valori spiegano quando il relè si attiva, quando si disattiva e se è in grado di rimanere eccitato in presenza di fluttuazioni di tensione.
La tensione nominale della bobina è la tensione di controllo nominale per cui il relè è progettato. La tensione di eccitazione è la tensione minima necessaria affinché il relè entri in funzione. La tensione di rilascio è la tensione al di sotto della quale il relè si disattiva. La tensione di mantenimento è la tensione minima necessaria per mantenere il relè eccitato dopo che è già stato attivato.
Punti di forza
- Un relè a 24V non necessita sempre esattamente di 24V per attivarsi, ma deve ricevere una tensione sufficiente a superare la sua tensione di eccitazione.
- La tensione di mantenimento è solitamente inferiore alla tensione di eccitazione, pertanto un relè può rimanere eccitato a una tensione che non sarebbe sufficiente a farlo attivare da fermo.
- La tensione di rilascio è importante quando il relè deve disattivarsi correttamente dopo la rimozione del segnale di controllo.
- Cavi di controllo lunghi, alimentatori deboli, circuiti a 24V DC sovraccarichi o una scelta errata della bobina AC/DC possono causare vibrazioni del relè o mancato funzionamento.
- I valori finali dipendono dalla scheda tecnica del relè; non dare per scontato che la tensione di eccitazione o di diseccitazione sia la stessa per tutte le marche di relè.
Panoramica dei termini relativi alla tensione della bobina del relè
| Termine | Significato | Perché è importante |
|---|---|---|
| Tensione nominale della bobina | Tensione nominale per cui la bobina è progettata | Valore principale utilizzato durante la selezione di relè a 12V, 24V, 110V, 120V, 230V o 240V |
| Tensione di eccitazione / tensione di funzionamento | Tensione minima alla quale il relè funziona in modo affidabile | Importante quando la caduta di tensione o un'alimentazione debole impediscono l'eccitazione |
| Tensione di rilascio | Tensione al di sotto della quale il relè si diseccita | Influenza il comportamento di ripristino e la tenuta indesiderata |
| Tensione di mantenimento | Tensione minima necessaria per mantenere il relè eccitato dopo l'attivazione | Spiega perché un relè può rimanere attivo a una tensione inferiore |
| Tensione massima ammissibile | Massima tensione della bobina che il relè può tollerare entro i limiti | Previene il surriscaldamento e il danneggiamento della bobina |
| Tolleranza della tensione della bobina | Intervallo operativo consentito attorno alla tensione nominale | Importante per alimentazioni instabili e trasformatori di comando |
Per la selezione della tensione del relè temporizzato in base ai valori di alimentazione comuni, consultare la guida alla selezione della tensione del relè temporizzato VIOX.
Tensione nominale della bobina: il numero stampato sul relè
La tensione nominale della bobina è la tensione di controllo nominale per la bobina del relè. Esempi comuni includono:
- 12 V CC
- 24 V CC
- 24V AC
- 110V AC
- 120 V CA
- 220V AC
- 230V AC
- 240V AC
Questo è il primo valore che gli acquirenti solitamente controllano, ma non è l'intero quadro. Un relè contrassegnato con 24V DC è progettato per un circuito di controllo a 24V DC, ma la scheda tecnica può definire un intervallo operativo consentito attorno a tale valore.
Non scegliere un relè basandosi solo sulla tensione di carico. La tensione della bobina è la tensione applicata alla bobina di controllo. La portata dei contatti è la tensione e la corrente che i contatti del relè possono commutare. Si tratta di parti diverse del relè.
Tensione di eccitazione (Pick-Up Voltage): perché un relè non si attiva
La tensione di eccitazione, chiamata anche tensione di funzionamento, è la tensione minima richiesta affinché l'armatura del relè si muova e chiuda o commuti i contatti.
Se la bobina riceve una tensione inferiore a quella di eccitazione, il relè potrebbe:
- mancata chiusura
- chiusura lenta
- vibrazione dei contatti
- ronzio
- funzionamento solo a vuoto
- funzionamento al banco ma non nel quadro elettrico
Questo è comune nei circuiti di controllo a 24V DC con lunghe tratte di cavo, cavi sottodimensionati, alimentatori sovraccarichi o troppe bobine di relè e solenoidi sulla stessa linea di alimentazione.
Esempio: relè a 24V su un lungo cavo di controllo
Si supponga che un relè a 24V DC sia installato all'estremità di un cavo lungo. L'alimentatore misura 24V nel quadro, ma solo 19V raggiungono la bobina del relè quando altri carichi sono attivi.
Se la tensione di eccitazione del relè è superiore alla tensione effettiva ai terminali della bobina, il relè non funzionerà in modo affidabile. La soluzione non è “provare un altro relè” per prima cosa. Misurare la tensione sulla bobina del relè durante il funzionamento, quindi verificare la sezione del cavo, la capacità dell'alimentatore, i collegamenti dei terminali e la corrente di carico.
Tensione di rilascio: quando il relè si disattiva
La tensione di rilascio, chiamata anche tensione di diseccitazione, è la tensione al di sotto della quale il relè ritorna al suo stato normale.
Questo è importante quando:
- il relè deve rilasciare rapidamente quando viene tolta l'alimentazione
- rimane una tensione residua in un circuito di controllo
- un'uscita PLC presenta una piccola corrente di dispersione
- un circuito RC snubber o un soppressore di sovratensioni mantiene la tensione sulla bobina
- il relè rimane eccitato più a lungo del previsto
Se la tensione della bobina non scende al di sotto della tensione di rilascio, il relè potrebbe rimanere eccitato o aprirsi lentamente. Ciò può creare sintomi di guasto fuorvianti: il segnale di controllo appare spento (OFF), ma i contatti del relè rimangono chiusi.
Tensione di mantenimento: perché un relè può rimanere attivo a una tensione inferiore
La tensione di mantenimento è la tensione minima necessaria per mantenere il relè eccitato dopo che è già stato attivato. Solitamente è inferiore alla tensione di eccitazione (pick-up), poiché è necessaria una forza magnetica minore per mantenere l'armatura chiusa rispetto a quella necessaria per attrarla dalla posizione di riposo.
La ragione fisica è il traferro magnetico. Prima che un relè entri in funzione, l'armatura è aperta, il traferro nel circuito magnetico è ampio e la riluttanza magnetica è elevata. La bobina necessita di un campo magnetico più forte, il che significa maggiore corrente e maggiore tensione, per attrarre l'armatura. Dopo che il relè è entrato in funzione, l'armatura è chiusa, il traferro diventa molto piccolo, la riluttanza magnetica diminuisce drasticamente e viene richiesta molta meno energia alla bobina per mantenere il relè chiuso.
Ciò spiega una comune osservazione sul campo:
- il relè non si eccita a bassa tensione
- ma una volta eccitato, può rimanere tale anche se la tensione scende
La tensione di mantenimento è importante in alimentazioni instabili, circuiti di controllo alimentati a batteria e sistemi in cui si verificano cali di tensione quando motori, solenoidi o contattori si eccitano.
Tensione di eccitazione vs Tensione di mantenimento
| Condizione | Tensione di eccitazione | Tensione di mantenimento |
|---|---|---|
| Stato del relè prima dell'applicazione della tensione | Non alimentato | Già alimentato |
| Cosa deve fare | Attrarre l'armatura | Mantenere l'armatura in posizione |
| Relazione tipica | Più alto | Più basso |
| Sintomo di guasto | Il relè non funziona | Il relè si diseccita durante un calo di tensione |
| Causa comune | Caduta di tensione, alimentazione debole, tensione della bobina errata | Calo di alimentazione, trasformatore di comando sovraccarico, morsetto allentato |
Per i circuiti di comando con relè temporizzati, contattori e solenoidi, entrambi i valori sono importanti. Un relè che si eccita correttamente durante il test potrebbe comunque diseccitarsi durante il funzionamento della macchina se l'alimentazione di comando subisce un calo sotto carico.
Si immagini il ciclo di un relè come una linea temporale della tensione. La bobina parte da 0V. Quando la tensione supera la soglia di eccitazione (pick-up), l'armatura viene attratta e i contatti cambiano stato. Una volta che il relè è chiuso, la bobina può tollerare una certa riduzione di tensione, purché questa rimanga al di sopra della soglia di mantenimento (holding). Quando il segnale di comando viene rimosso e la tensione della bobina scende al di sotto della soglia di diseccitazione (drop-out), il relè si rilascia e ritorna nella sua posizione di contatto normale.
Bobina AC vs Bobina DC: non intercambiarle
Le bobine dei relè AC e DC non sono intercambiabili a meno che il relè non sia specificamente progettato per un ingresso universale AC/DC.
| Tipo di bobina | Comportamento chiave | Errore comune |
|---|---|---|
| Bobina DC | Progettata per corrente continua con considerazioni sulla polarità in alcuni modelli | Applicazione di AC a una bobina DC |
| Bobina AC | Progettata per corrente alternata e comportamento magnetico alla frequenza AC | Applicazione di DC a una bobina AC |
| Bobina universale AC/DC | Progettato con elettronica interna per un utilizzo con ingressi più ampi | Presumere che tutti i relè moderni siano universali |
L'utilizzo di un tipo di bobina errato può causare ronzii, surriscaldamento, mancata attivazione o danni alla bobina stessa. Verificare sempre l'esatta marcatura della bobina, non solo il valore della tensione.
Caduta di tensione nei circuiti di controllo
La caduta di tensione è una delle cause più comuni per cui un relè non si attiva in modo affidabile.
Le possibili cause includono:
- lunghe tratte di cavo
- cavo di controllo sottodimensionato
- Alimentatore 24V DC debole
- Carichi eccessivi su un singolo circuito di alimentazione di controllo
- Terminali allentati
- Caduta di tensione sulle uscite a transistor del PLC
- Calo di tensione del trasformatore di controllo AC sotto carico
Per i circuiti di controllo a bassa tensione, misurare la tensione ai morsetti della bobina del relè mentre il circuito è in funzione. Misurare solo all'alimentatore può far sfuggire il problema.
Esempio sul campo: cavo di controllo da 50 m su un quadro di comando per nastro trasportatore a 24V DC
Un caso comune di risoluzione dei problemi nel quadro è un relè a 24V DC installato vicino all'estremità di una lunga linea di trasporto. L'alimentatore di controllo segna 24V all'interno del quadro, quindi l'alimentazione sembra corretta. Tuttavia, quando il solenoide del nastro trasportatore e le spie luminose si attivano contemporaneamente, la bobina del relè all'estremità riceve una tensione inferiore a causa della resistenza del cavo, del cablaggio di ritorno condiviso e della caduta di tensione ai morsetti.
Al banco, il relè funziona. Nella macchina, vibra o non riesce ad eccitarsi. La differenza è che il test al banco verifica il relè con un cablaggio ideale, mentre il test sulla macchina espone l'effettivo margine di tensione di eccitazione. La soluzione pratica consiste nel misurare la tensione direttamente ai capi di A1/A2 o ai morsetti della bobina durante il momento di funzionamento più critico, quindi correggere il cablaggio, il dimensionamento dell'alimentatore, il collegamento dei morsetti o la scelta della tensione della bobina del relè.
Vibrazioni del relè: la tensione è spesso la causa
Le vibrazioni del relè indicano che il relè si eccita e si diseccita rapidamente. Può manifestarsi come un ronzio o un ticchettio.
Cause comuni legate alla tensione:
| Sintomo | Probabile causa legata alla tensione |
|---|---|
| Il relè ronza ma non si eccita | Tensione della bobina inferiore alla tensione di eccitazione |
| Il relè si eccita e poi si diseccita | L'alimentazione scende al di sotto della tensione di mantenimento |
| Il relè rimane attivo dopo lo spegnimento dell'uscita di controllo | La tensione della bobina rimane al di sopra della tensione di rilascio |
| Il relè si surriscalda | Tensione della bobina errata o sovratensione |
| Il relè funziona da solo ma fallisce con altri carichi | L'alimentatore o il trasformatore non è in grado di supportare il carico totale |
L'usura meccanica, lo sporco, le vibrazioni e i problemi ai contatti possono causare malfunzionamenti del relè, ma la tensione della bobina dovrebbe essere controllata tempestivamente poiché è facile da misurare.
Tensione della bobina del relè temporizzato: cosa cambia?
Un relè temporizzatore può contenere sia una bobina/ingresso di controllo che un circuito elettronico di temporizzazione. Ciò rende la selezione della tensione più sensibile rispetto a un semplice relè elettromeccanico in alcune applicazioni.
Quando si sceglie un relè temporizzatore, verificare:
- tensione di controllo nominale
- tipo di ingresso AC o DC
- intervallo di tensione ammissibile
- tensione di ripristino o comportamento di rilascio
- tensione di ingresso del trigger
- consumo energetico
- portata dei contatti di uscita
- timing accuracy under voltage fluctuation
If a timer relay resets unexpectedly, the issue may not be the timing function. The control voltage may be dipping below the relay’s operating range.
For product selection, see VIOX’s timer relay product page e how to choose the right timer relay.
How to Check Relay Coil Voltage in the Field
Use safe electrical test practices and follow site rules. If the circuit is inside a live control panel, measurement should be performed by qualified personnel.
Field check sequence:
- Verificare la marcatura della bobina: AC, DC, valore di tensione ed etichette dei terminali.
- Misurare la tensione di alimentazione alla sorgente.
- Misurare la tensione direttamente ai terminali della bobina del relè durante il funzionamento.
- Confrontare la tensione misurata con l'intervallo operativo indicato nella scheda tecnica.
- Controllare la tensione nel momento in cui vengono attivati altri carichi.
- Ispezionare i terminali, la sezione dei cavi, il trasformatore di controllo e il carico dell'alimentatore.
- Verificare se le uscite del PLC, i sensori o i soppressori lasciano una tensione residua sulla bobina.
La misurazione più utile solitamente non è la tensione di alimentazione a vuoto, bensì la tensione ai capi della bobina del relè quando quest'ultimo deve azionarsi.
Errori comuni di selezione
| Errore | Risultato |
|---|---|
| Corrispondenza tra la tensione della bobina del relè e la tensione del carico | Relè selezionato errato |
| Ignorare la tensione di eccitazione (pick-up) | Il relè non si attiva in modo affidabile |
| Ignorare la tensione di diseccitazione (drop-out) | Il relè non si rilascia correttamente |
| Ignorare la tensione di mantenimento (holding) | Il relè si disinserisce durante i cali di tensione |
| Utilizzo di una bobina AC in DC o di una bobina DC in AC | Ronzio, surriscaldamento o danneggiamento della bobina |
| Misurazione effettuata solo sull'alimentatore | Mancato rilevamento della caduta di tensione ai terminali del relè |
| Aggiunta di un soppressore di sovratensioni senza verificare il comportamento al rilascio | Il relè potrebbe rilasciare lentamente o rimanere eccitato |
| Presumere che tutti i relè a 24V si comportino allo stesso modo | Schede tecniche diverse possono presentare intervalli operativi differenti |
FAQ
Qual è la tensione nominale della bobina del relè?
La tensione nominale della bobina è la tensione nominale per cui la bobina del relè è progettata, come 12V DC, 24V DC, 120V AC o 230V AC.
Cos'è la tensione di eccitazione (pick-up) in un relè?
La tensione di eccitazione è la tensione minima richiesta affinché il relè si attivi e modifichi lo stato dei contatti dalla sua posizione di riposo.
Cos'è la tensione di diseccitazione (drop-out) in un relè?
La tensione di diseccitazione è la tensione al di sotto della quale il relè si rilascia e ritorna al suo stato normale.
Cos'è la tensione di mantenimento in un relè?
La tensione di mantenimento è la tensione minima necessaria per mantenere il relè eccitato dopo che è già stato attivato. Di solito è inferiore alla tensione di eccitazione (pick-up).
Perché il mio relè non si attiva?
Le possibili cause includono una bassa tensione della bobina, un tipo di bobina AC/DC errato, una caduta di tensione nel cavo di controllo, un alimentatore debole, morsetti allentati o una bobina del relè danneggiata.
Perché il mio relè vibra (chattering)?
La vibrazione del relè si verifica spesso quando la tensione della bobina è vicina alla soglia di eccitazione o di mantenimento. Il relè si attiva, la tensione cala e poi si disattiva nuovamente.
Posso utilizzare un relè a 24V DC con 24V AC?
No, a meno che la scheda tecnica del relè non specifichi chiaramente che la bobina supporta l'ingresso AC/DC. Le bobine AC e DC sono progettate in modo diverso.
Perché un relè rimane eccitato dopo che l'alimentazione è stata rimossa?
La bobina potrebbe ancora presentare una tensione residua dovuta a correnti di dispersione, energia immagazzinata, un circuito di soppressione o un cablaggio errato. Se la tensione rimane al di sopra della tensione di rilascio, il relè potrebbe non aprirsi.
La tensione di mantenimento è uguale alla tensione di eccitazione?
No. La tensione di eccitazione è necessaria per attivare il relè dallo stato di riposo. La tensione di mantenimento è necessaria per mantenerlo eccitato dopo che è già stato azionato.
Come scelgo la tensione corretta della bobina del relè?
Abbina la bobina del relè alla tensione del circuito di controllo e al tipo AC/DC, quindi verifica la tensione di eccitazione, la tensione di rilascio, l'intervallo di tensione ammissibile, il consumo energetico e la caduta di tensione nel cablaggio effettivo.
Conclusione
La tensione della bobina del relè è più di un semplice valore di etichetta. La tensione nominale indica per quale alimentazione di controllo è progettato il relè, ma la tensione di eccitazione, la tensione di rilascio e la tensione di mantenimento spiegano come si comporta il relè nei circuiti reali.
Se un relè non si eccita, vibra, si surriscalda, rimane eccitato o si ripristina in modo imprevisto, misura la tensione ai terminali della bobina in condizioni operative reali. In molti quadri elettrici, il problema non riguarda il contatto del relè o la funzione di temporizzazione, bensì la tensione della bobina rilevata dal relè nel momento in cui deve azionarsi.
