Un relè è un componente di controllo automatico che utilizza un segnale di ingresso per controllare lo stato on/off di un circuito. È ampiamente utilizzato nell'automazione industriale, nei sistemi di alimentazione, nell'elettronica automobilistica, nelle apparecchiature di comunicazione e nelle case intelligenti. La sua funzione principale è controllare una corrente di carico elevata con una corrente di controllo relativamente piccola, ottenendo l'isolamento del circuito, la conversione del segnale e il controllo automatico. Nella moderna produzione di relè, alcune strutture elastiche e componenti conduttivi sono realizzati in rame-berillio per materiale per stampaggio metalli per soddisfare i requisiti di elevata affidabilità e lunga durata.
Strutturalmente, un relè è costituito principalmente da una bobina, un nucleo di ferro, un'armatura, una molla e un sistema di contatti. Quando la bobina è eccitata, genera un campo magnetico che attrae l'armatura, provocandone la chiusura o l'apertura dei contatti. Quando la bobina è diseccitata-, la molla ritorna nella sua posizione originale e i contatti tornano al loro stato iniziale. L'intero processo è essenzialmente la conversione dell'energia elettromagnetica in movimento meccanico. In alcuni relè elettronici ad alta-affidabilità, la struttura di precisione interna viene spesso prodotta utilizzando pezzi stampati di metalli in rame-berillio per garantire stabilità operativa e coerenza dimensionale.
La chiave per l'applicazione diffusa dei relè in vari sistemi di controllo risiede nella loro struttura dei contatti. I contatti sono i componenti funzionali all'interno del relè che svolgono effettivamente le attività di connessione e disconnessione e sono uno dei fattori importanti che determinano le prestazioni del relè. I contatti devono resistere a-sbalzi di corrente a lungo termine, usura meccanica e fattori ambientali; pertanto, la selezione dei materiali e la progettazione strutturale sono particolarmente importanti. Molti prodotti-di fascia alta utilizzano parti stampate in rame al berillio come molle di contatto o strutture conduttive ausiliarie per migliorare l'affidabilità complessiva.
Da un punto di vista operativo, i contatti relè presentano generalmente quattro stati: aperto, chiuso e chiuso. Quando un contatto passa da aperto a chiuso, è necessario stabilire rapidamente un percorso conduttivo stabile; al contrario, quando si passa da chiuso ad aperto, la corrente deve essere interrotta rapidamente per evitare un arco eccessivo. Per garantire la stabilità di queste azioni, le tecniche di stampaggio del rame-berillio per i componenti vengono spesso utilizzate nel processo di produzione per elaborare parti elastiche ad alta-precisione, garantendo funzionamento costante e longevità.
Un indicatore cruciale del funzionamento affidabile dei contatti dei relè è la resistenza dei contatti. La resistenza di contatto si riferisce alla resistenza aggiuntiva generata quando due contatti formano un circuito conduttivo. Non importa quanto sia elevata la precisione di produzione, è impossibile un contatto con resistenza-assolutamente zero tra i contatti; pertanto, la resistenza di contatto è una proprietà intrinseca. Per alcuni relè di micro-corrente e relè di segnale, i terminali di precisione fabbricati utilizzando parti di terminali stampati in fogli di berillio possono ridurre efficacemente l'impedenza di contatto e migliorare la stabilità della trasmissione del segnale.
Sebbene la resistenza di contatto abbia generalmente un valore ridotto, il suo impatto non è trascurabile. Quando la corrente scorre attraverso i contatti chiusi, viene generato calore, calcolato secondo la formula della potenza. All'aumentare della corrente di carico si verifica un aumento significativo della temperatura nell'area di contatto. Se la dissipazione del calore è insufficiente, il materiale di contatto potrebbe ammorbidirsi o addirittura asportarsi. Nei sistemi di controllo elettronico, le strutture conduttive realizzate con parti stampate in lamiera di rame-berillio per l'elettronica possono migliorare efficacemente la conduttività e la dissipazione del calore.
Poiché la temperatura di contatto continua ad aumentare, la resistenza di contatto spesso aumenta ulteriormente, creando un circolo vizioso. Quando la temperatura locale supera l'intervallo consentito dal materiale, i contatti potrebbero saldarsi insieme, il che significa che i due contatti vengono fusi insieme da un arco elettrico, impedendo al relè di disconnettersi correttamente. Questo tipo di errore è particolarmente comune negli scenari di controllo del carico di corrente-elevata. Pertanto, la struttura elastica dei relè ad alte-prestazioni è spesso realizzata con strisce di rame al berillio per parti stampate per migliorare la resistenza meccanica e alla fatica.
Oltre alla resistenza dei contatti, i contatti dei relè sono influenzati anche dalla resistenza della pellicola. La resistenza della pellicola, nota anche come resistenza della membrana, si riferisce alla resistenza aggiuntiva generata da strati di ossido, polvere o contaminazione chimica che si formano sulla superficie dei contatti dopo una prolungata esposizione all'aria. Questi minuscoli contaminanti, sebbene impercettibili a occhio nudo, riducono significativamente la conduttività del contatto. Il terminale in rame al berillio realizzato mediante stampaggio viene spesso utilizzato nei sistemi di terminali relè ad alta-precisione, poiché la sua eccellente resistenza all'ossidazione aiuta a migliorare la stabilità dei contatti a lungo-termine.
Una maggiore resistenza della pellicola può portare a uno scarso contatto, a una conduzione intermittente o a una distorsione del segnale. Nelle apparecchiature di automazione industriale, questo fenomeno spesso provoca malfunzionamenti delle apparecchiature, errori di controllo o addirittura arresti del sistema. Pertanto, nella progettazione e produzione dei relè, è necessario ridurre l'impatto della resistenza del film attraverso l'ottimizzazione dei materiali, il trattamento del rivestimento superficiale e la progettazione strutturale. La struttura di contatto elastica prodotta utilizzando parti stampate in rame-berillio può generare una pressione di contatto più stabile durante il contatto, migliorando così la conduttività.
Nel complesso, sebbene i relè abbiano una struttura relativamente semplice, le loro prestazioni dipendono in gran parte dal livello di progettazione e produzione del loro sistema di contatto. La resistenza del contatto, la resistenza della pellicola, le proprietà dei materiali e la precisione strutturale influiscono tutti direttamente sull'affidabilità del relè. Con lo sviluppo della produzione intelligente e del nuovo settore energetico, la domanda di relè ad alte-prestazioni continua a crescere. I materiali per stampaggio di precisione e i processi di produzione avanzati svolgeranno un ruolo sempre più importante nei futuri aggiornamenti della tecnologia dei relè.
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