Kategorijos: Teminiai straipsniai » Pradedantieji elektrikai
Peržiūrų skaičius: 31654
Straipsnio komentarai: 0

Kas yra kietojo kūno relė ir kaip teisingai ja naudotis

 

Visose elektros grandinėse prietaisai ir įtaisai turi būti įjungiami ir išjungiami. Norėdami tai padaryti, naudokite perjungimo įtaisus, tai gali būti paprastas jungiklis arba jungiklis, arba relės, kontaktoriai ir kt. Šiandien mes apsvarstysime vieną iš tokių įrenginių - kietojo kūno relę, kalbėsime apie tai, ką reiškia pasirinkti ir prijungti prie apkrovos valdymo grandinės.

Kas yra kietojo kūno relė ir kaip teisingai ja naudotis

Kas tai yra


Kietojo kūno relė - Tai įrenginys, pastatytas ant puslaidininkių elementų ir galios jungiklių, tokių kaip triakai, bipoliniai ar MOS tranzistoriai. Anglų šaltiniuose vadinamos kietojo kūno relės SSR iš kietojo kūno estafetės (kuri pažodžiui vertime prilygsta rusiškam pavadinimui).

Kaip prie elektromagnetinių relių ir kiti perjungimo įtaisai, jie skirti valdyti silpną signalą esant didesnės įtampos ar srovės apkrovai.


Skirtumai nuo elektromagnetinių relių

Įprastinės relės, kaip ir visi elektromagnetiniai perjungimo įtaisai, veikia taip - yra ritė, į kurią srovė tiekiama iš valdymo sistemos arba mygtuko paspaudimo stoties. Dėl srovės, tekančios per ritę, atsiranda magnetinis laukas, kuris traukia armatūrą su kontaktine grupe. Po to kontaktai užsidaro ir per juos srovė teka į apkrovą.

Kietosios būsenos neturi valdymo ritės ir judančios kontaktinės grupės. Ką kietojo kūno relės viduje galite pamatyti žemiau. Jame, kaip minėta aukščiau, vietoj galios kontaktų naudojami puslaidininkiniai jungikliai: tranzistoriai, triakai, tiristoriai ir kiti, atsižvelgiant į taikymo sritį (dešinėje nuotraukos pusėje).

Išardyta kietojo kūno relė

Tai yra pagrindinis skirtumas tarp puslaidininkinės relės ir elektromagnetinės. Šiuo atžvilgiu kietojo kūno eksploatavimo laikas yra žymiai ilgesnis, nes nėra mechaninio kontaktinės grupės susidėvėjimo, taip pat verta paminėti, kad puslaidininkinių relių greitis yra didesnis nei elektromagnetinių.

Be to, kad nėra mechaninio nusidėvėjimo, perjungimo metu nėra kibirkščių ar lankų, taip pat nėra garsų, kuriuos sukelia kontaktų smūgiai perjungimo metu. Beje, jei perjungimo metu nėra kibirkščių ir lanko išmetimų, kietojo kūno relės gali veikti sprogiose patalpose.


Palyginimas

Kietojo kūno relių pranašumai, palyginti su elektromagnetinėmis relėmis, yra šie:

1. Triukšmas.

2. Yra įrodymų, kad jų MTBF yra apie 10 milijardų jungiklių, o tai yra 1000 ar daugiau kartų didesnis už elektromagnetinių relių išteklius.

3. Jei elektromagnetinių relių atveju viršįtampis praktiškai nėra baisustada elektroninė grandinė puslaidininkių relė daugeliu atvejų sugendajei nebuvo priimti grandinės sprendimai apriboti šiuos impulsus. Todėl ne visada teisinga palyginti šiuos įrenginius pagal perjungimų skaičių.

4. Spektaklis puslaidininkinė relė yra trupmenos ir vienetai milisekundžių, o elektromagnetinė relė turi nuo 50 ms iki 1 s.

5. Energijos sąnaudos yra 95% mažesnės nei ritės suvartotų elektromagnetinių analogų.

Tačiau šiuos pranašumus turi keletas trūkumų:

  • Veikiant puslaidininkių relės įkaista. Galia, lygi įtampos kritimo per maitinimo jungiklį (maždaug 2 voltų) sandaugai, o per ją tekančios srovės stipris išleidžiamas į šilumą;

  • Esant perkrovai ir trumpiesiems jungimams, yra didelė galios jungiklio gedimo tikimybė, perkrovos talpa paprastai yra 10In per 10 ms - vienas laikotarpis tinkle, kurio dažnis yra 50 Hz (gali skirtis priklausomai nuo naudojamų komponentų);

  • Grandinės pertraukiklis greičiausiai neturės laiko suveikti, kol relė nutrūks trumpojo jungimo metu;

  • Esant impulsų viršįtampiui (galios viršįtampiams) - kietojo kūno relės tarnavimo laikas gali greitai pasibaigti.

  • Kietojo kūno relės turi nuotėkio srovę (iki 7-10 mA), atsižvelgiant į tai, jei jos yra valdymo grandinėje, pavyzdžiui, LED lempos - pastarosios blykstelės panašiai kaip situacija su foninio apšvietimo jungikliu. Atitinkamai, fazinėje laidoje bus įtampa net ir atjungus relę!


Ši lentelė rodo gamintojo „FOTEK“ (beje, kai kurie iš labiausiai paplitusių) TSR (trifazių) ir SSR (vienfazių) serijų kietojo kūno relių bendrąsias charakteristikas. Iš esmės kiti gamintojai turės panašias ar panašias gaminio specifikacijas.

Izoliacijos varža
> 50 MΩ / 500 V nuolatinės srovės
Dielektrinio stiprio įėjimas / išėjimas
1 minutę atlaiko 2,5 kV kintamąjį kintamąjį
Trikdžių srovė
Ne daugiau kaip 7,5 mA
Perkrovos talpa
Iki 10 vardinių srovių per 10 ms
Perjungimo būdas
Kai kertama per nulį (kintamos srovės modeliuose) arba akimirksniu per optroną (nuolatinės srovės)
Įmontuota apsauga
SSR-F serijoje yra keičiamas saugiklis

Rūšys

Kietojo kūno reles galima klasifikuoti:

  • Pagal srovės tipą (pastovią ar kintamą);

  • Pagal srovės stiprumą (mažos galios, galios);

  • Pagal montavimo metodą;

  • Pagal įtampą;

  • Pagal fazių skaičių;

  • Pagal valdymo signalo tipą (nuolatinė arba kintama srovė, analoginis įėjimas kintamo rezistoriaus valdymui, 4-20 mA grandinėje ir kt.).

  • Pagal jungimo tipą - perjungimas, kai įtampa praeina per nulį (kintamosios srovės grandinėse), arba perjungimas valdymo signalu (pavyzdžiui, galios reguliavimui).

PCB tvirtinimo relės
Relės montavimui ant radiatoriaus

Taigi pagal fazių skaičių yra vienos ir trifazės relės. Tačiau valdymo signalų rūšių yra daug daugiau. Atsižvelgiant į vidinį įrenginį, kietojo kūno reles galima valdyti nuolatine arba kintama įtampa.

Labiausiai paplitusios kietojo kūno relės, valdomos nuo 3 iki 32 voltų nuolatinės įtampos. Tokiu atveju kontroliuojamos įtampos dydis turėtų būti šiame intervale ir neturi būti lygus jokiai konkrečiai jo vertei, kuri yra labai patogu, kai integruota į sistemas su skirtinga įtampa.

Taip pat yra puslaidininkinių relių, kurių valdymui naudojamas analoginis signalas:

  • 4-20 mA;

  • 0-10 voltų nuolatinės srovės;

  • Kintamas rezistorius 470–560 kOhm.

Tokiu atveju tokios relės gali būti naudojamos reguliuoti prijungto įrenginio galią, pagal fazinio valdymo principą. Tas pats reguliavimo principas yra naudojamas namų apšvietimo reguliatoriams.

Žemiau esančioje lentelėje pateikiami kietojo kūno relių su IMPULS fazinio valdymo metodu valdymo signalų tipai.

Atkreipkite dėmesį į paskutines ženklinimo raides (LA, VD, VA), daugumai gamintojų jie yra vienodi ir, sakoma, tik apie signalo tipą.

Kietojo kūno relių su IMPULS fazinio valdymo metodu valdymo signalų tipai

Kaip jau minėta, fazėmis valdomoje relėje, atsižvelgiant į valdymo signalo dydį, kinta išėjimo įtampa, kuri parodyta žemiau esančiame grafike.

Relės išėjimo įtampos grafikas
Įtampos priklausomybė nuo apkrovos nuo valdymo signalo

Tokią relę galima atpažinti pagal sąlyginį vaizdą šalia įvesties gnybtų, pavyzdžiui, žemiau esančioje nuotraukoje parodyta, kad prie įvesties yra prijungtas 470–560 kOhm kintamasis rezistorius.

„Fotek“ kietojo kūno relė

Taip pat yra kietojo kūno relės su valdymo signalu iš kintamosios srovės 220 V tinklo, kaip parodyta žemiau. Jie tinka naudoti kaip mažos galios kontaktorių ar elektromagnetinių relių pakaitalai.

Kietojo kūno relės su valdymo signalu iš kintamosios srovės 220 V

Kontrolės žymėjimas ir tipas

Norėdami nustatyti relės "fazę", naudokite ženklinimo pradžioje esančius simbolius:

  • SSR - vienfazis;

  • TTR - trijų fazių.

Kuris yra lygiavertis vieno ir trijų polių perjungimo įtaisams.

Dabartinis stiprumas taip pat yra šifruojamas, pavyzdžiui, FOTEK jį nurodo tokia forma: Pxx

Kur „xx“ yra srovė amperais, pavyzdžiui, P03–3 amperais ir P10 –10 amperais.

Kietojo kūno relės ženklinimas

Jei žymėjime yra raidė H, tada ši relė yra skirta įjungti viršįtampį.

Ženklinant duomenys apie valdiklio tipą nurodomi paskutiniais ženklais, kiekvienam gamintojui jie gali skirtis, tačiau dažnai jis turi tokią formą ir reikšmę (duomenys renkami iš skirtingų gamintojų):

  • VA - kintamas rezistorius 470–560kOhm / 2W (fazinis valdymas);

  • LA - 4-20mA analoginis signalas (fazinis valdymas);

  • VD - analoginis signalas 0-10V DC (fazinis valdymas);

  • ZD - valdomas 10–30 V nuolatinės srovės (perjungimas, kai einama per nulį);

  • ZD3 - valdymas 3-32V DC (perjungimas, kai einama per nulį);

  • ZA2 - 70–280 V kintamosios srovės valdymas (perjungimas einant per nulį);

  • DD3 - 3-32 V nuolatinės srovės signalo valdymas nuolatinės srovės grandine (nuolatinės įtampos perjungimas);

  • DA - DC signalo valdymas, kintamos srovės grandinės perjungimas.

  • AA - kintamojo signalo valdymas (220 V), kintamos srovės grandinės perjungimas.

Patikrinkime tai praktiškai, tarkime, kad jūs susidūrėte su tokiu produktu, kaip parodyta paveikslėlyje, ir norite sužinoti, kas tai yra.

Jei atidžiai išnagrinėsite užrašus šalia gnybtų, skirtų sujungti laidus, jau taps aišku, kad tai yra relė, skirta valdyti kintamos srovės grandines nuo 90 iki 480 voltų, o valdymas taip pat vyksta su kintama srove, kurios įtampa yra nuo 80 iki 250 voltų.

Jei matomas tik žymėjimas, tada: „SSR“ yra vienfazis; "-10" - 10 amperų vardinė srovė; „AA“ - kintamos srovės valdymas, kintamos srovės perjungimas; „H“ - aukštos įtampos perjungimui maitinimo grandinėje - iki 480 V (jei H nebūtų, tai būtų iki 380–400 V).

Norėdami gauti konsolidaciją ir geriau suprasti, išstudijuokite šią lentelę su kietojo kūno relių žymėjimais ir charakteristikomis.

Kietojo kūno relių ženklinimas ir charakteristikos

Įrenginys

Vidinė kietojo kūno relės grandinė priklauso nuo to, kokiai srovei ji skirta (tiesioginei ar kintamai) ir kokio signalo ją valdyti. Panagrinėkime kai kuriuos iš jų.

Pradėkime nuo relės, kurią valdo nuolatinė srovė ir kuri važiuoja per nulį. Jie kartais vadinami „Z tipo kietojo kūno relėmis“.

Z tipo kietojo kūno relės įtaisas

3-4 kaiščiai yra valdymo signalo įvestis, kuriai naudojamas optoouplerio valdymas, kuris naudojamas galvaniniam įvesties ir išvesties grandinių izoliavimui.

Blokas, kontroliuojantis perėjimą per 0, arba vadinamas „Zero Cross Circuit“ - stebi tinklo įtampos fazę ir, perėjęs per nulį, įjungia (įjungia arba išjungia) grandinę. Šis metodas taip pat vadinamas nulinės įtampos jungikliu, kuris leidžia sumažinti įjungimo sroves, kai įjungiama (nes įtampa šiuo metu yra lygi nuliui), ir EMF savaiminės indukcijos bangas, kai atjungiama apkrova.

Tinka kontroliuoti varžines, talpines ir indukcines apkrovas. Netinka valdyti didelę indukcinę apkrovą (kai cos cos <0,5), pavyzdžiui, transformatoriams dirbant tuščiąja eiga. Be to, šis valdymo būdas netrukdo maitinimo šaltiniui perjungiant. Žemiau pateikiamos šio valdymo metodo valdymo signalų, tinklo įtampos ir apkrovos srovės diagramos.

Valdymo signalai

Matematiškai tai įgyvendinama taip:

„Siemens“ relės grandinė

Čia įtampa iš tinklo tiekiama blokui su triaku ir bloku, kuris seka perėjimą per nulį. Elementai Q1, R3, R4, R5, C4 esant aukštai įtampai užstoja tiristoriaus T2, valdančio jėgos triakį T1, angą. Tada perjungti galima tik esant įtampai, artimai nuliui. Įvesties grandinė atliekama per U1 - tranzistorinį optroną, kuris per Q2 perduoda signalą į Tiac Tiac vairuotojo valdymo elektrodą.

Momentinės relės yra išdėstytos šiek tiek kitaip nei perjungimo relės, kai kerta nulį. Jiems trūksta ZCC kaskados.

Valdant kintamąją srovę, grandinė skiriasi tik tuo, kad yra ties lygintuvo įėjimu (diodinis tiltas).

Relės grandinės schema

O keičiant nuolatinės srovės grandines, triakas keičiamas tranzistoriumi.

DC-DC relės įtaisas

Taip pat yra universaliosios nuolatinės ir kintamosios srovės relės, kuriose naudojamas tranzistorių rinkinys. Apskritai, yra daug kietojo kūno relių išėjimo pakopų grandinių. Toliau pateikiami skirtingų gamintojų, tokių kaip International Rectifier, modelių grandinių pavyzdžiai.

Skirtingų tarptautinio lygintuvo modelių grandinių pavyzdžiai

Esant relei su fazės valdymo metodu, situacija yra šiek tiek kitokia. Kaip pritemdomas, jis gali sureguliuoti apkrovos galią (išėjimo įtampą), nes tam įvestis turi analoginį signalą - yra prijungta įtampa, srovė arba yra įjungta kintama varža. Kaip galios elementas čia naudojamas tiristorius.Tačiau atminkite, kad dėl šio koregavimo metodo tinkle atsiranda trukdžių, norėdami nuslopinti, kurie tinklo filtrai yra naudojami su įprasto režimo droseliais, tačiau tai yra visiškai kita tema.

Fazių valdymo relės

Žemiau pateiktame paveikslėlyje galite pamatyti perjungimo skirtumus, kai fazinis perjungimas yra nulis.

Perjungimo skirtumai, kai fazinis perjungimas vyksta per nulį

Ryšio schemos ir naudojimo ypatybės

Tiesą sakant, kietojo kūno relių prijungimo schema beveik nesiskiria nuo įprastų. Kaip prisijungti? Leiskime tai teisingai.

Kietojo kūno relės prijungimo schema

Jei jums reikia pakeisti įprastą 220 V relę 220 V kintamosios srovės valdymu, naudokite šią schemą, pavyzdžiui, LDG LDSSR-10AA-H. Pavyzdžiui, diagramoje parodytas jungimas per įprastą jungiklį arba perjungimo jungiklį. Vietoj to, įjungimo signalą galima tiekti iš termostato, valdiklio ir kitų prietaisų.

Jei reikia valdyti 220 V grandinę naudojant žemos įtampos signalą, galite naudoti FOTEK HPR-80AA.

FOTEK HPR-80AA relės jungimo schema

Šioje grandinėje 12VDC maitinimo šaltinis naudojamas kaip žemos įtampos nuolatinės srovės šaltinis, kuris plačiai naudojamas kaip LED juostų maitinimo šaltinis. Beje, jūs netgi galite valdyti tokią kietojo kūno relę, naudodami įtampą iš mobiliojo telefono įkroviklio į įvestį, nes jo išėjimas yra 5 V, tai yra daugiau nei minimalus 3 V signalas.

Taip pat atkreipkite dėmesį, kad valdymo įtampa turi būti visiškai atjungta, nes kiekviena relė turi tam tikrus parametrus, kuriais ji veikia, pavyzdžiui, aukščiau nurodyta įtampa yra apie 1 voltą ir ji gali suveikti ne esant 3 vardiniams voltams, bet jau esant 2,5. (Duomenys, pavyzdžiui, apskaičiuojami kaip vidurkis ir gali skirtis ne tik atsižvelgiant į konkretų gaminį, bet ir į aplinkos sąlygas bei įrengimą.)

Tačiau atminkite, kad taip pat yra relė su fazės valdymo metodu. Tokių relių prijungimo schemos pavaizduotos žemiau (iliustracija iš jiems pateiktų instrukcijų).

Relių laidų schemos

Kyla klausimas, kodėl tokios relės reikalingos ir kur jos naudojamos? Atsakymo į šį klausimą paieška buvo trumpalaikė, kai tik įvesdavau užklausos pradžią, iškart išleisdavau variantus, kaip jį naudoti kaip maitinimo raktą, norint valdyti kaitinimo elementus iš termostatų, kurių galia yra 4-20 mA arba 0-10V.

Termostatas su išvestimi

Beje, pramonės reikmėms taip pat yra vidaus pokyčių, pavyzdžiui, ARIES TPM132 ir kiti modeliai, galintys dirbti su 4-20 mA ir 0-10 V išėjimo signalais.

Tačiau naudojant kietojo kūno relę sunkiajai apkrovai valdyti neįmanoma be aušinimo. Tam naudojamas pasyvus (paprastas radiatorius) arba aktyvus aušinimas (radiatorius + aušintuvas).

Kietojo kūno relės aušinimas

Rekomendacijos, kaip pasirinkti aušintuvus, pateikiamos konkrečios kietojo kūno relės techninėje dokumentacijoje, todėl negalite duoti universalių patarimų.


Išvada

Kietojo kūno relės kai kuriais atvejais gali būti naudojamos kaip elektromechaninės relės. Kasdieniniame gyvenime populiariausi variantai yra kontaktoriaus pakeitimas elektriniame katile dėl to, kad, įjungus jį, jis garsiai užsidega, ir įtraukimas TENOV taps tylus.

Galios reguliatoriaus schema, pagrįsta vienfazine kietojo kūno relė

Taip pat įgyvendinant įvairius galingus galios valdiklius tiems patiems šildymo elementams ir kitiems dalykams, kuriems naudojama kietojo kūno relė su analoginio signalo įvestimi iš kintamo pasipriešinimo (VA tipas).

Radijo mėgėjai gali surinkti paprasčiausią kietojo kūno relių, pagrįstų optiniu tvarkykliu, skirtu triakams su ZCC tipu MOC3041 ir panašiai.

Paprasčiausios kietojo kūno relės, pagrįstos optiniu triaku su ZCC tipo MOC3041, schema

Manau, kad tai yra verti produktai, skirti naudoti įvairiose automatikos priemonėse, be to, jiems nereikia priežiūros (išskyrus radiatorių valymą nuo dulkių), o tarnavimo laikas, galima sakyti, yra neribotas. Jie veiks kelis kartus ilgiau nei kontaktoriai, jei nebus perkrovų, perkaitimo, trumpojo jungimo ir viršįtampių!

Taip pat žiūrėkite tinklalapyje i.electricianexp.com:

  • Kaip saugiai valdyti 220 voltų apkrovą naudojant „Arduino“
  • Relės įtaiso ir taikymo pavyzdžiai, kaip tinkamai pasirinkti ir tinkamai prijungti relę ...
  • Kaip lengvai valdyti galingą kintamos srovės apkrovą
  • Tarpinės relės: paskirtis, kur jos naudojamos ir kaip jos pasirenkamos
  • Impulsinės relės apšvietimo valdymui ir naudojimui

  •