¿Cómo evitar dañar el relé usado para controlar los motores?

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. Amortiguadores con motor reversible.

Siempre que sus contactos de relé estén interrumpidos antes de la fabricación, no debería causar un cortocircuito directo. Es probable que el problema sea la patada inductiva que causa el arco de los contactos cuando se abren.

Una solución es poner diodos en el motor para derivar la corriente a la fuente de alimentación. Esto puede parecer un poco extraño, pero en realidad es solo una reorganización de la protección estándar del puente H, como se muestra en la Figura 2.

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Figura 2. El mismo circuito en la configuración del puente H.

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Figura 3. Redibujado para usar la configuración de relé en el esquema del OP.

Sí, tienes un problema. Inicie aquí . Su gran problema es que las cargas inductivas, como los motores, desean desesperadamente mantener su corriente en el nivel que sea actualmente, y el resultado es que abrir un contacto invariablemente dibujará un arco, lo que dañará las superficies de contacto del relé. Luego, cuando cierre el interruptor o el relé, si el motor está parado, el motor extraerá lo que se denomina corriente de bloqueo, que es mucho más grande que la corriente de funcionamiento. Esto da como resultado la soldadura de los contactos si no se han quemado al arquearse. Desde el artículo vinculado,

  

El resultado es una gran corriente de entrada en "encendido" y un arco en   “Apagado”. Cuando se cambia una carga de motor, la industria típica   la práctica es rebajar al 20 por ciento de la calificación de resistencia.

Entonces, para un motor de 2 amperios, debe reemplazar sus relés con unidades con un valor nominal mínimo de 10 amperios.

En cuanto a cómo se cortocircuitaron los contactos NO / NC, francamente no tengo ni idea, pero si lleva una sierra para metales a sus relés (¡con cuidado!) debería ver algunas vistas extrañas alrededor de los contactos.

Aunque la PSU tiene una clasificación de 2A y los relés tienen una calificación de 2A cuando el motor arranca, hay un momento muy brusco en el que el motor consume mucho más que 2A. Además, cuando el motor se detiene, puede pasar de ser un motor a ser un generador que genera una corriente que puede ser superior a 2A. La fuente de alimentación puede ser capaz de lidiar con la 'corriente inversa' más alta, pero los relés no.

La solución, cambie sus relés a otros relés que puedan hacer, al menos, 6A.

He estado allí, hecho eso.

Nuestra solución fue apropiada para la era en la que estábamos (finales de los 80, principios de los 90). Usamos MOSFETs de detección de corriente de canal N (IRCZ44) para la mitad inferior del puente y relés SPST-NO (American Zettler AZ-2150A) para la mitad superior del puente. Un pequeño CPLD manejó la lógica. Se instalaron diodos de abrazadera en los contactos de relé superiores (K a Batt +).

El inicio fue simple: cerrar el relé apropiado, retrasar, activar el FET adecuado. El apagado fue un poco más complejo: desactivar el FET, esperar, desactivar el relé, esperar, activar ambos FET para frenar si es necesario.

La corriente de MOSFET se monitorizó continuamente y se tomaron las medidas apropiadas cuando fue necesario. Principalmente límite de corriente de tipo PWM, con temporizador de apagado si la sobrecorriente se mantuvo durante demasiado tiempo.

Esto se usó para impulsar un actuador lineal grande que cambió el paso de las aspas del ventilador en una gran maquinaria industrial de movimiento de tierras. La inclinación del ventilador cambiaba constantemente para mantener constante la temperatura del motor a medida que variaba la carga del motor. Estamos hablando de muchos movimientos de álabes durante cada minuto de tiempo de ejecución.

La técnica era extremadamente confiable.

Si bien un rediseño con transistores FET sería una solución más confiable, también podría implementar una solución simple reemplazando RLY1 con un MOSFET de canal N y una resistencia de 2K en la puerta. La salida que acciona la bobina de relé puede accionar la resistencia 2K que alimenta la puerta. La resistencia ralentiza la conmutación del transistor lo suficiente para evitar la generación de ruido de RF y protege a la MCU si el transistor FET falla con un corto entre la compuerta y el drenaje.

Si se necesita aislamiento entre el circuito de control y el circuito del motor, puede usar un controlador FET aislado con un regulador de 3 terminales de alto voltaje de entrada para suministrar energía al controlador FET. Los conductores FET especificarán su capacidad para conducir un amperio o más, pero este tipo de circuito solo usará 20-30 mA, por lo que puede ser fácilmente suministrado por un regulador de 3 terminales sin necesidad de un disipador térmico. Una resistencia de 47 OHM entre el controlador y la puerta funcionará en este caso para mantener el ruido de RF bajo.

Los componentes podrían caber fácilmente en una pequeña placa de PC que encajaría en lugar del relé. Todo lo que se necesita es asegurarse de que la dirección del relé no esté activada o desactivada con la alimentación activada y actualizar el relé para manejar un mínimo de 5 amperios, 10 sería mejor solucionar el problema del otro relé. El FET debe ser un FET de unidad de nivel lógico si se maneja directamente por la MCU. El FET también debe tener una capacidad nominal de al menos 75 voltios y manejar más de 20 amperios. Los FET se pueden obtener por un costo muy razonable que cumple con estos requisitos y le dará una vida útil muy larga porque el transistor no será desafiado ni por las corrientes generadas por el motor.

Agregar un capacitor a través del motor lo más cerca posible del motor ayudará a reducir el ruido eléctrico, lo que es bueno para todos los componentes del circuito. Yo iría con un condensador de cerámica o de lámina 1 uF 150 voltios.