Wat is een solid-state relais en hoe het correct te gebruiken

Door het aantal fasen zijn er dus relais met één en drie fasen. Maar de soorten besturingssignalen zijn veel meer. Afhankelijk van het interne apparaat kunnen relais in vaste toestand worden bestuurd door een constante spanning of een wisselspanning.

De meest voorkomende halfgeleiderrelais die worden geregeld door een constante spanning in het bereik van 3 tot 32 volt. In dit geval moet de grootte van de geregelde spanning zich in dit bereik bevinden en niet gelijk zijn aan een specifieke waarde ervan, wat erg handig is wanneer het wordt geïntegreerd in systemen met verschillende spanningen.

Er zijn ook halfgeleiderrelais, voor de besturing waarvan een analoog signaal wordt gebruikt:

• 4-20 mA;

• 0-10 volt gelijkstroom;

• Variabele weerstand 470-560 kOhm.

In dit geval kunnen dergelijke relais worden gebruikt om de stroom op het aangesloten apparaat te regelen, volgens het principe van fasecontrole. Hetzelfde aanpassingsprincipe wordt gebruikt in huishoudelijke dimmers voor verlichting.

In de onderstaande tabel ziet u de soorten stuursignalen van solid-state relais met een fasebesturingsmethode van IMPULS.

Let op de laatste letters van de markering (LA, VD, VA), voor de meeste fabrikanten zijn ze hetzelfde, en ze zeggen, ongeveer over het type signaal.

Zoals reeds vermeld, verandert in een fasegestuurd relais, afhankelijk van de grootte van het stuursignaal, de uitgangsspanning, die wordt weergegeven in de onderstaande grafiek.

Een dergelijk relais kan worden herkend door het voorwaardelijke beeld in de buurt van de ingangsklemmen. De onderstaande foto laat bijvoorbeeld zien dat een variabele weerstand van 470-560 kOhm op de ingang is aangesloten.

Er zijn ook solid-state relais met een stuursignaal van een AC 220V-netwerk, zoals hieronder getoond. Ze zijn geschikt voor gebruik als vervanging voor contactoren met laag vermogen of elektromagnetische relais.

Markering en type besturing

Gebruik de symbolen aan het begin van de markering om de "fase" van het relais te bepalen:

• SSR - enkele fase;

• TTR - drie fasen.

Dat komt overeen met enkelpolige en driepolige schakelapparaten.

De huidige sterkte wordt ook gecodeerd, bijvoorbeeld FOTEK geeft het aan in de vorm: Pxx

Waarbij "xx" de stroom in ampère is, bijvoorbeeld P03 - 3 ampère en P10 - 10 ampère.

Als de markering de letter H bevat, is dit relais bedoeld voor het schakelen van overspanning.

In de markering worden gegevens over het type bedieningselement aangegeven in de laatste tekens, deze kunnen van fabrikant tot fabrikant verschillen, maar vaak heeft deze vorm en betekenis (gegevens worden verzameld van verschillende fabrikanten):

• VA - variabele weerstand 470-560kOhm / 2W (fasecontrole);

• LA - 4-20 mA analoog signaal (fasecontrole);

• VD - analoog signaal 0-10V DC (fasecontrole);

• ZD - controle 10-30V DC (schakelen bij nuldoorgang);

• ZD3 - controle 3-32V DC (schakelen bij nuldoorgang);

• ZA2 - controle 70-280V AC (schakelen bij nuldoorgang);

• DD3 - regeling van een 3-32V DC-signaal door een gelijkstroomcircuit (DC-spanningsomschakeling);

• DA - DC-signaalregeling, wisselstroomcircuit schakelen.

• AA - AC-signaalregeling (220V), AC-circuitschakeling.

Laten we het in de praktijk controleren, laten we zeggen dat u een dergelijk product bent tegengekomen zoals in de onderstaande afbeelding en wilt weten wat het is.

Als u de inscripties in de buurt van de aansluitingen voor het verbinden van draden zorgvuldig bestudeert, wordt al duidelijk dat dit een relais is voor het besturen van AC-circuits van 90 tot 480 volt, terwijl de besturing ook plaatsvindt met wisselstroom met een spanning van 80 tot 250 volt.

Als alleen de markering zichtbaar is, is: "SSR" eenfase; "-10" - nominale stroom van 10 ampère; "AA" - AC-bediening, AC-schakelen; "H" - voor het schakelen van hoogspanning in het stroomcircuit - tot 480V (als H er niet was, zou dit tot 380-400V zijn).

En voor consolidatie en een beter begrip, bestudeer de volgende tabel met de markeringen en kenmerken van solid-state relais.

inrichting

Het interne circuit van een solid-state relais hangt af van de stroom waarvoor het is ontworpen (direct of alternerend) en het type signaal om het te besturen. Laten we er eens enkele bekijken.

Laten we beginnen met het relais, dat wordt bestuurd door gelijkstroom en pendelt wanneer het door nul gaat. Ze worden soms "Z-Type Solid State Relays" genoemd.

Hier zijn pinnen 3-4 de stuursignaalingang, die optocoupler-besturing gebruikt, die wordt gebruikt voor galvanische isolatie van invoer- en uitvoercircuits.

Het blok dat de overgang door 0 regelt, of zoals het Zero Cross Circuit wordt genoemd - bewaakt de fase van de spanning in het lichtnet en wanneer het door nul gaat, schakelt het circuit in (aan of uit). Deze methode wordt ook Zero Voltage Switch genoemd, het laat toe om inschakelstromen te verminderen wanneer ingeschakeld (omdat de spanning op dit moment gelijk is aan nul) en schommelingen van EMF zelfinductie wanneer de belasting wordt losgekoppeld.

Geschikt voor het regelen van resistieve, capacitieve en inductieve belastingen. Niet geschikt voor het regelen van een hoge inductieve belasting (met cos cos <0,5), zoals stationaire transformatoren. Ook interfereert deze besturingsmethode niet met de netvoeding tijdens het schakelen. Hieronder zie je schema's van stuursignalen, netspanning en laadstroom met deze bedieningsmethode.

Schematisch wordt dit als volgt geïmplementeerd:

Hier wordt de spanning van het netwerk geleverd aan een blok met een triac en een blok dat de overgang door nul volgt. Elementen Q1, R3, R4, R5, C4 bij hoogspanning blokkeren de opening van thyristor T2, die de power triac T1 regelt. Dan is schakelen alleen mogelijk bij een spanning van bijna nul. Het ingangscircuit wordt gemaakt op U1 - een transistoroptocoupler, die een signaal levert aan de stuurelektrode van de driver van de triac T2, via Q2.

Onmiddellijke relais zijn enigszins anders ingericht dan relais schakelen bij nuldoorgang. Ze missen de ZCC-cascade.

Bij het regelen van AC verschilt het circuit alleen in aanwezigheid van op de ingang van de gelijkrichter (diodebrug).

En bij het schakelen van DC-circuits, wordt de triac vervangen door een transistor.

Er zijn ook universele relais voor gelijkstroom en wisselstroom, waarbij een verzameling transistoren wordt gebruikt. Over het algemeen zijn er veel circuits van uitgangstrappen van solid-state relais, de volgende zijn voorbeelden van circuits van verschillende modellen van een fabrikant zoals International Rectifier.

In een relais met een fasebesturingsmethode is de situatie enigszins anders. Het kan, net als een dimmer, het belastingsvermogen (uitgangsspanning) aanpassen, hiervoor wordt een analoog signaal op de ingang toegepast - spanning, stroom of een alternerende weerstand is aangesloten. Als krachtelement wordt hier een thyristor gebruikt.Houd er echter rekening mee dat door deze aanpassingsmethode er interferentie in het netwerk optreedt om te onderdrukken welke netwerkfilters met common-mode-smoorspoelen worden gebruikt, maar dit is een heel ander onderwerp.

U kunt de verschillen in schakelen zien wanneer u door nul gaat van faseschakeling in de onderstaande afbeelding.

Verbindingsdiagrammen en gebruiksfuncties

In feite is het verbindingsdiagram van solid-state relais bijna niet anders dan conventionele. Hoe verbinden? Laten we het goed doen.

Als u een conventioneel 220V-relais moet vervangen door 220V AC-besturing, gebruik dan het volgende diagram, bijvoorbeeld LDG LDSSR-10AA-H. Het diagram toont bijvoorbeeld de verbinding via een conventionele schakelaar of tuimelschakelaar. In plaats daarvan kan een vrijgavesignaal worden geleverd door een thermostaat, controller en andere apparaten.

Als u een 220V-circuit moet aansturen met een laagspanningssignaal, kunt u de FOTEK HPR-80AA gebruiken.

In dit circuit wordt een 12VDC-voeding gebruikt als een laagspanningsgelijkstroombron, die veel wordt gebruikt als voedingen voor LED-strips. Trouwens, je kunt zelfs zo'n solid-state relais besturen door spanning van de lader van de mobiele telefoon op de ingang aan te leggen, omdat de uitgang 5V is, wat meer is dan het minimale signaal van 3V.

Merk ook op dat de stuurspanning volledig moet worden losgekoppeld, omdat elk relais bepaalde parameters heeft waarmee het werkt, bijvoorbeeld, de bovengenoemde ontkoppelingsspanning is in de orde van 1 volt en kan niet werken bij 3 nominale volt, maar al bij 2,5 (De gegevens zijn bijvoorbeeld gemiddeld en kunnen variëren, niet alleen afhankelijk van een bepaald product, maar ook van omgevingsomstandigheden en installatie.)

Maar onthoud dat er ook een relais is met een fasebesturingsmethode. De aansluitschema's van dergelijke relais worden hieronder geïllustreerd (illustratie van de instructies daarvoor).

De vraag is waarom dergelijke relais nodig zijn en waar worden ze gebruikt? De zoektocht naar het antwoord op deze vraag was van korte duur, zodra ik het begin van de vraag invoerde en onmiddellijk opties uitbracht voor gebruik als een aan / uit-toets voor het regelen van verwarmingselementen van thermostaten met een uitgang van 4-20 mA of 0-10V.

Trouwens, voor industriële toepassingen zijn er ook binnenlandse ontwikkelingen, bijvoorbeeld ARIES TPM132 en andere modellen die kunnen werken met 4-20mA en 0-10V uitgangssignalen.

Het gebruik van een solid-state relais voor het regelen van een zware belasting is echter niet mogelijk zonder koeling. Hiervoor wordt passieve (eenvoudige radiator) of actieve koeling (radiator + koeler) gebruikt.

Aanbevelingen voor het kiezen van koelers worden gegeven in de technische documentatie voor een specifiek solid-state relais, dus u kunt geen universeel advies geven.

conclusie

Halfgeleiderrelais kunnen in sommige gevallen als elektromechanische relais worden gebruikt. De meest populaire opties in het dagelijks leven is het vervangen van de contactor in een elektrische boiler, vanwege het luide knallen wanneer ingeschakeld, en opname TENOV zal stil worden.

Evenals de implementatie van verschillende krachtige vermogensregelaars voor dezelfde verwarmingselementen en andere dingen, waarvoor een solid-state relais met een analoge signaalingang van een variabele weerstand (type VA) wordt gebruikt.

Radioamateurs kunnen het eenvoudigste solid-state relais samenstellen, gebaseerd op een optische driver voor triacs met ZCC type MOC3041 en dergelijke.

Ik geloof dat dit waardige producten zijn voor gebruik in verschillende automatiseringstools, bovendien vereisen ze geen onderhoud (behalve voor het reinigen van radiatoren van stof) en kan de levensduur onbeperkt worden genoemd. Ze gaan meerdere keren langer mee dan magneetschakelaars, op voorwaarde dat er geen overbelasting, oververhitting, kortsluiting en piekspanningen zijn!