kategória: Kiemelt cikkek » Kezdő villanyszerelők
Megtekintések száma: 31654
Megjegyzések a cikkhez: 0

Mi a szilárdtestrelé és hogyan lehet azt helyesen használni?

 

Minden elektromos áramkörben ki kell kapcsolnia és ki kell kapcsolnia a műszereket és eszközöket. Ehhez használjon kapcsolókészülékeket, lehet akár egyszerű kapcsoló vagy kapcsoló, akár relék, kontaktorok stb. Ma megvizsgáljuk az egyik ilyen eszközt - egy félvezető jelfogót, beszélünk arról, hogy mit jelent a teherszabályozó áramkör kiválasztása és csatlakoztatása.

Mi a szilárdtestrelé és hogyan lehet azt helyesen használni?

Mi ez?


Félvezető relé Félvezető elemekre és teljesítménykapcsolókra épített eszköz, például triakok, bipoláris vagy MOS tranzisztorok. Az angol forrásokban szilárdtest reléket hívnak SSR a Solid State Relay-től (amely a szó szerinti fordításban egyenértékű az orosz névvel).

mint elektromágneses reléknél és más kapcsolókészülékek, úgy vannak kialakítva, hogy egy gyenge jelet nagyobb feszültséggel vagy árammal terhelve vezessenek.


Különbségek az elektromágneses relékhez képest

A hagyományos relék, mint az összes elektromágneses kapcsolókészülék, az alábbiak szerint működnek - van egy tekercs, amelyhez áram van a vezérlőrendszerből vagy a nyomógombos állomásból. A tekercsen átfolyó áram hatására mágneses mező jelenik meg, amely vonzza az armatúrát az érintkező csoporthoz. Ezután az érintkezők bezáródnak, és rajtuk keresztül áram áramlik a terhelésbe.

A szilárdtestekben nincs vezérlőtekercs és mozgó érintkezőcsoport. A szilárdtestalapú relé belsejében láthatja az alábbiakat. Ebben, amint fentebb említettem, az energiaérintkezők helyett félvezető kapcsolókat használnak: tranzisztorok, triakok, tirisztorok és mások, az alkalmazástól függően (a fénykép jobb oldalán).

Szétbontott szilárdtest relé

Ez a fő különbség a félvezető relé és az elektromágneses között. Ebben a tekintetben a szilárdtest élettartama lényegesen hosszabb, mivel az érintkezőcsoport nem visel mechanikus kopást, azt is érdemes megjegyezni, hogy a félvezető relék sebessége nagyobb, mint az elektromágneseseknél.

A mechanikus kopás hiányában a kapcsolás során sem szikrák, sem ívek, valamint az érintkezők bekapcsolásakor fellépő hangok nem hallanak. Mellesleg, ha a kapcsolás során nincs szikra és ívkisülés, akkor a szilárdtest relék robbanásveszélyes helyiségekben működhetnek.


összehasonlítás

A szilárdtest relék előnyei az elektromágneses relékkel összehasonlítva a következők:

1. Zajtalanság.

2. Bizonyítékok vannak arra, hogy MTBF-jük 10 milliárd kapcsoló nagyságrendű, ami legalább 1000-szerese az elektromágneses relék erőforrásának.

3. Ha az elektromágneses reléknél a túlfeszültség gyakorlatilag nem szörnyűmajd az elektronikus áramkör a félvezető relé a legtöbb esetben meghibásodikha nem hoztak áramköri döntéseket ezen impulzusok korlátozására. Ezért nem mindig helyes összehasonlítani ezeket az eszközöket a kapcsolások számával.

4. sebesség a félvezető relé frakciók és milliszekundum-egységek, míg az elektromágneses relé 50 ms-tól 1 s-ig terjed.

5. Az energiafogyasztás 95% -kal alacsonyabb, mint az elektromágneses analógok tekercsfogyasztása.

Ezeket az előnyöket azonban számos hátrány fedezi:

  • A félvezető relék működés közben felmelegsznek. A teljesítmény, amely megegyezik a hálózati kapcsolón keresztüli feszültségcsökkenés (2 V nagyságrendje) és a rajta áramló áram hőjével;

  • Túlterhelés és rövidzárlat esetén nagy a valószínűsége a hálózati kapcsoló meghibásodásának, a túlterhelési kapacitás általában 10In 10 ms-ra - a hálózat egy periódusa 50 Hz frekvenciával (az alkalmazott komponensektől függően változhat);

  • A megszakítónak valószínűleg nincs ideje kioldódni, mielőtt a relé rövidzárlat közben meghibásodna;

  • Túlfeszültség (tápfeszültség) esetén - a szilárdtest relé élettartama azonnal véget érhet.

  • A szilárdtest reléknél szivárgási áram van (7-10 mA-ig), ha a vezérlőáramkörben vannak, például LED-lámpák - az utóbbi hasonlóan villog, mint a háttérvilágítású kapcsoló esetén. Ennek megfelelően feszültség lesz a fázisvezetéken, még akkor is, ha a relét leválasztják!


Az alábbi táblázat a TSOT (háromfázisú) és az SSR (egyfázisú) sorozat szilárdtest reléinek általános jellemzőit mutatja be a "FOTEK" gyártótól (egyébként a leggyakoribbak). Alapvetően más gyártók hasonló vagy hasonló termékleírásokkal rendelkeznek.

Szigetelési ellenállás
> 50 MΩ / 500 V DC
Dielektromos erő bemenet / kimenet
1 percig ellenáll a 2,5 kV-os váltakozó árammal
Kioldó áram
Legfeljebb 7,5 mA
Túlterhelési kapacitás
Legfeljebb 10 névleges áram 10 ms-en belül
Váltási módszer
Ha nullán keresztezi (váltakozó áramú modellek esetén) vagy azonnal egy optocsatolón keresztül (egyenáram)
Beépített védelem
Az SSR-F sorozat cserélhető biztosítékkal rendelkezik

típusok

A szilárdtest relék az alábbiak szerint osztályozhatók:

  • Áram típusa szerint (állandó vagy váltakozó);

  • Áramszilárdság szerint (alacsony teljesítmény, teljesítmény);

  • A telepítési módszer szerint;

  • Feszültség alapján;

  • A fázisok száma szerint;

  • Vezérlőjel típusa szerint (egyenáram vagy váltakozó áram, analóg bemenet egy változó ellenállás vezérlésére, 4-20 mA áramkörben stb.).

  • Kapcsolás típusa szerint - kapcsolás, amikor a feszültség nullán halad át (váltakozó áramú áramkörökben), vagy kapcsolás vezérlőjel segítségével (például az energia beállításához).

NYÁK-ra szerelt relék
Relék radiátorra történő felszereléshez

Tehát a fázisok száma szerint egy- és háromfázisú relék vannak. De a vezérlőjelek típusai sokkal többek. A belső eszköztől függően a szilárdtest relék állandó feszültséggel vagy váltakozó feszültséggel vezérelhetők.

A leggyakoribb félvezető jelfogók, amelyeket állandó feszültség vezessen 3-32 V frekvenciatartományban. Ebben az esetben a szabályozott feszültség nagyságának ebben a tartományban kell lennie, és nem szabad megegyeznie a tőle származó specifikus értékkel, ami nagyon kényelmes, ha különféle feszültségű rendszerekbe integrálják.

Vannak félvezető relék is, amelyek vezérléséhez analóg jelet használnak:

  • 4-20 mA;

  • 0-10 V egyenáram;

  • Változtatható ellenállás 470-560 kOhm.

Ebben az esetben az ilyen relék felhasználhatók a csatlakoztatott eszköz teljesítményének szabályozására, a fázisvezérlés elve szerint. Ugyanezt a beállítási elvet alkalmazzák a háztartási fényszórókban a világításhoz.

Az alábbi táblázatban láthatja az IMPULS fázisvezérlési módszerrel ellátott szilárdtest relék vezérlőjeleinek típusait.

Vigyázzon a jelölés utolsó betűire (LA, VD, VA), a legtöbb gyártó esetében azonosak, és mondják, csak a jel típusától.

Vezérlőjelek típusai szilárdtest relékhez, az IMPULS fázisvezérlő módszerével

Mint már említettük, egy fázisvezérelt relében a vezérlőjel nagyságától függően a kimeneti feszültség megváltozik, amit az alábbi ábra mutat.

Relé kimeneti feszültség grafikonja
A terhelés feszültségének a vezérlőjeltől való függése

Egy ilyen relét a bemeneti csatlakozók közelében lévő feltételes kép képes felismerni, például az alábbi képen látható, hogy a bemenethez 470-560 kOhm változó ellenállás van csatlakoztatva.

Fotek szilárdtest relé

Vannak olyan szilárdtest relék is, amelyek vezérlőjelet tartalmaznak egy AC 220 V hálózatból, az alább látható módon. Alkalmasak kis teljesítményű kontaktorok vagy elektromágneses relék pótlására.

Félvezető relék AC 220V vezérlőjelével

Jelölés és a vezérlés típusa

A relé "fázisának" meghatározásához használja a jelölés elején található szimbólumokat:

  • SSR - egyfázisú;

  • TTR - háromfázisú.

Ami megegyezik az egypólusú és hárompólusú kapcsolókészülékekkel.

A jelenlegi erősséget szintén titkosítjuk, például a FOTEK a következő formában jelzi: Pxx

Ahol "xx" az áramerősség amperben, például P03-3 amper és P10-10 amper.

Szilárdtest relé címkézése

Ha a jelölés H betűt tartalmaz, akkor ezt a relét a túlfeszültség kapcsolására szánják.

A jelölésben az ellenőrzés típusára vonatkozó adatokat az utolsó karakterek jelzik, gyártónként eltérőek lehetnek, de gyakran ennek a formájának és jelentésének van (az adatokat különböző gyártóktól gyűjtik):

  • VA - változó ellenállás 470-560kOhm / 2W (fázisvezérlés);

  • LA - 4-20 mA analóg jel (fázisvezérlés);

  • VD - analóg jel 0-10 V DC (fázisvezérlés);

  • ZD - vezérlés 10-30 V DC (kapcsolás, ha nulla van);

  • ZD3 - 3-32 V DC vezérlés (kapcsolás nullán történő átkapcsoláskor);

  • ZA2 - 70–280 V váltóáramú vezérlés (kapcsolás nullán történő átmenet esetén);

  • DD3 - egy 3-32 V-os DC jel vezérlése egyenáramú áramkörrel (DC feszültség kapcsoló);

  • DA - DC jelvezérlés, váltóáramú váltás.

  • AA - AC jelvezérlés (220 V), váltóáramú áramkör kapcsolás.

Ellenőrizzük a gyakorlatban, mondjuk, hogy az alábbi ábrán találkozott ilyen termékkel, és szeretné tudni, mi az.

Ha alaposan megvizsgálja a vezetékek csatlakoztatására szolgáló csatlakozók közelében levő feliratokat, akkor már nyilvánvalóvá válik, hogy ez egy relé a 90 és 480 V közötti váltakozó áramú áramkörök vezérlésére, miközben a vezérlés 80–250 V feszültségű váltakozó árammal is történik.

Ha csak a jelölés látható, akkor: az „SSR” egyfázisú; "-10" - névleges áram 10 amper; „AA” - AC vezérlés, AC váltás; „H” - a nagyfeszültség kapcsolásához az áramkörben - 480 V-ig (ha H nem lenne, akkor 380–400 V-ig).

A konszolidáció és a jobb megértés érdekében tanulmányozza a következő táblázatot a szilárdtest relék jelöléseivel és jellemzőivel.

A szilárdtest relék jelölése és jellemzői

eszköz

A félvezető jelfogó belső áramköre attól függ, hogy milyen áramerősségre van tervezve (közvetlen vagy váltakozó), és a vezérlő jel típusától. Nézzük meg néhányat közülük.

Kezdjük a relével, amelyet egyenáram vezérl, és ingázik, amikor nulla van. Néha "Z típusú szilárdtest reléknek" hívják.

Z típusú félvezető relé készülék

Itt a 3-4. Érintkezők a vezérlőjel bemenete, amely optocsatoló vezérlést használ, amelyet a bemeneti és a kimeneti áramkörök galvanikus leválasztására használnak.

A 0-n keresztüli átmenetet vezérlő blokk, vagy úgynevezett Zero Cross Circuit - figyeli a hálózati feszültség fázisát, és amikor nulla áthalad, áramkört kapcsol be (ki vagy be). Ezt a módszert nulla feszültségkapcsolónak is nevezik, amely lehetővé teszi a bekapcsolási áramok csökkentését bekapcsoláskor (mivel a feszültség ebben a pillanatban nulla) és az EMF önindukciójának a terhelés lekapcsolásakor fellépő növekedését.

Alkalmas ellenállásos, kapacitív és induktív terhelések szabályozására. Nem alkalmazható nagy induktív terhelés (cos cos <0,5) vezérlésére, például a transzformátorok alapjáraton. Ez a vezérlési módszer sem zavarja a hálózatot a kapcsolás során. Az alábbiakban a vezérlőjelek, a hálózati feszültség és a terhelési áram diagramjai láthatók ezzel a vezérlési módszerrel.

Vezérlő jelek

Vázlatosan ez a következőképpen valósul meg:

Siemens reléáramkör

Itt a hálózatból származó feszültséget egy triacmal ellátott blokkhoz és egy olyan blokkhoz továbbítják, amely a nullán keresztüli átmenetet követi. A Q1, R3, R4, R5, C4 elemek a magas feszültségnél blokkolják a T2 tirisztor nyílását, amely a T1 teljesítmény triacot vezérli. A váltás csak nulla közeli feszültséggel lehetséges. A bemeneti áramkört U1-en végezzük - egy tranzisztor optocsatolón, amely a Q2-n keresztül jelet továbbít a T2 triac szívvezető vezérlőelektródájához.

Az azonnali relék némileg eltérően vannak elrendezve, mint a kapcsolórelék, amikor a nullát átlépik. Hiányzik a ZCC kaszkád.

Az AC vezérlésekor az áramkör csak a jelenlétében különbözik az egyenirányító bemenetén (dióda híd).

Relé kapcsolási rajz

Az egyenáramú áramkörök váltásakor a triacot tranzisztor váltja fel.

DC-DC relé eszköz

Vannak univerzális relék egyenes és váltakozó áramra is, ahol tranzisztorok szerelvényét használják. Általában véve sok áramkör létezik a félvezető relék kimeneti szakaszaira, az alábbiakban példákat mutatunk be a gyártó különféle modelljeinek áramköreire, például a nemzetközi egyenirányítóra.

Példák a nemzetközi egyenirányító különböző modelljeinek áramköreire

Fázisvezérléses relé esetén a helyzet némileg eltérő. Ez a dimmerhez hasonlóan beállíthatja a terhelési energiát (kimeneti feszültséget), ehhez analóg jelet adnak a bemenethez - feszültség, áram vagy váltakozó ellenállás van csatlakoztatva. Erőelemként tirisztor van itt.De ne feledje, hogy ennek a beállítási módszernek köszönhetően interferencia lép fel a hálózatban annak elnyomása érdekében, hogy mely hálózati szűrőket használják a közös módú fojtók, de ez egy teljesen más téma.

Fázisvezérlő relék

Az ábrán láthatja a váltás különbségeit, amikor a fázisváltástól nullán halad át.

A váltás különbsége, ha nullán haladunk át a fázistól

Csatlakozási diagramok és használati funkciók

Valójában a szilárdtest relék csatlakoztatási diagramja szinte nem különbözik a szokásosól. Hogyan csatlakozhatok? Rendben.

Félvezető relé csatlakozási ábra

Ha a hagyományos 220 V-os relét 220 V AC-vezérléssel kell kicserélnie, akkor használja az alábbi ábrát, például LDG LDSSR-10AA-H. Az ábra például a hagyományos kapcsolón vagy kapcsolón keresztül történő csatlakoztatást mutatja. Ehelyett engedélyezési jelet lehet termosztátból, vezérlőből és más eszközökből adni.

Ha egy 220 V-os áramkört alacsony feszültségű jel segítségével kell vezérelnie, használhatja a FOTEK HPR-80AA-t.

FOTEK HPR-80AA relé kapcsolási rajz

Ebben az áramkörben egy 12 V-os tápegységet használnak alacsony feszültségű egyenáramú forrásként, amelyet széles körben használnak LED-szalagok tápegységeként. Mellesleg, akkor is vezérelheti az ilyen félvezető jelfogókat, ha feszültséget ad a mobiltelefon töltőjéből a bemenethez, mert a kimenete 5 V, ami több, mint a 3 V minimális jele.

Vegye figyelembe azt is, hogy a vezérlőfeszültséget teljesen le kell választani, mivel minden relének vannak bizonyos paraméterei, amelyekkel működik, például a fenti feszültség körülbelül 1 volt, és nem 3 névleges feszültségnél, hanem már 2,5-nél is képes kioldódni. (Az adatok átlagolása például történik, és nemcsak egy adott terméktől, hanem a környezeti feltételektől és a telepítéstől függően is változhatnak.)

De ne feledje, hogy van egy relé fázisvezérlési módszerrel is. Az ilyen relék csatlakoztatási diagramjait az alábbiakban mutatjuk be (ábra a hozzájuk tartozó utasításokból).

Relé bekötési rajzok

A kérdés az, hogy miért van szükség ilyen relékre, és hol használják őket? A kérdés megválaszolása rövid ideig tartott, mihelyt belépett a kérdés elejére, és azonnal kiadtam a 4-20 mA vagy 0-10 V kimenetű termosztátok fűtőelemeinek vezérlésére szolgáló bekapcsolási lehetőségeket.

Termosztát kimenettel

Mellesleg, ipari alkalmazásokhoz vannak hazai fejlesztések is, például ARIES TPM132 és más modellek, amelyek 4-20 mA és 0-10 V kimeneti jelekkel képesek működni.

Szilárdtest relé használata nehéz teher vezérléséhez azonban hűtés nélkül nem lehetséges. Ehhez passzív (egyszerű radiátor) vagy aktív hűtést (radiátor + hűtő) használnak.

Szilárdtest relé hűtés

A hűtők kiválasztására vonatkozó ajánlásokat az adott szilárdtestrelék műszaki dokumentációja tartalmazza, így nem adhat általános tanácsokat.


következtetés

A szilárdtestrelék bizonyos esetekben elektromechanikus relékként használhatók. A mindennapi életben a legnépszerűbb lehetőségek a kontaktor cseréje egy elektromos kazánban, mert a hangos felbukkan, amikor bekapcsolják, és beillesztés TENOV hallgatni fog.

A teljesítményszabályozó séma egyfázisú szilárdtest relén alapul

Amellett, hogy különféle nagy teljesítményű vezérlőket telepítenek ugyanazon fűtőelemekre és egyéb dolgokra, amelyekhez szilárdtest relét használnak, változó ellenállású (VA típusú) analóg jelbemenettel.

A rádióamatőrök összeállíthatják a legegyszerűbb félvezető jelfogót, egy optikai meghajtó alapján, az MOC3041 típusú ZCC típusú triákhoz.

A legegyszerűbb félvezető jelfogó vonala, optikai meghajtó alapján MOC3041 típusú ZCC típusú triákhoz

Úgy gondolom, hogy ezek méltó termékek a különféle automatizálási szerszámokban való felhasználáshoz, ráadásul nem igényelnek karbantartást (kivéve a radiátorok portól történő tisztítását), és az élettartam korlátlannak mondható. Többször is hosszabb ideig tartanak, mint a kontaktorok, feltéve, hogy nincs túlterhelés, túlmelegedés, rövidzárlat és túlfeszültség!

Lásd még az bgv.electricianexp.com oldalon:

  • Hogyan lehet biztonságosan kezelni egy 220 voltos terhelést az Arduino használatával?
  • A relé eszköz- és alkalmazáspéldái, a relé kiválasztása és helyes csatlakoztatása ...
  • Hogyan könnyedén vezérelhető a nagy teljesítményű váltóáram
  • Köztes relék: cél, ahol alkalmazzák és hogyan választják meg
  • Impulzusrelék a világítás vezérléséhez és használatához

  •