Kategorijas: Piedāvātie raksti » Iesācēju elektriķi
Skatījumu skaits: 31654
Komentāri par rakstu: 0

Kas ir cietvielu relejs un kā to pareizi lietot

 

Visās elektriskajās ķēdēs ir jāieslēdz un jāizslēdz instrumenti un ierīces. Lai to izdarītu, izmantojiet komutācijas ierīces, tas var būt gan vienkāršs slēdzis vai slēdzis, gan releji, kontaktori utt. Šodien mēs apsvērsim vienu no šādām ierīcēm - cietvielu releju, parunāsim par to, kas tas ir, piemēram, izvēlēties un izveidot savienojumu ar slodzes vadības ķēdi.

Kas ir cietvielu relejs un kā to pareizi lietot

Kas tas ir


Cietvielu relejs - Šī ir ierīce, kas veidota uz pusvadītāju elementiem un barošanas slēdžiem, piemēram, triakiem, bipolāriem vai MOS tranzistoriem. Angļu avotos tiek saukti cietvielu releji SSR no Solid State Relay (kas burtiskā tulkojumā ir līdzvērtīgs krievu vārdam).

Patīk pie elektromagnētiskajiem relejiem un citas komutācijas ierīces, tās ir paredzētas, lai kontrolētu vāju signālu ar slodzi ar lielāku spriegumu vai strāvu.


Atšķirības no elektromagnētiskajiem relejiem

Parastie releji, tāpat kā visas elektromagnētiskās komutācijas ierīces, darbojas šādi - ir spole, kurai strāva tiek piegādāta no vadības sistēmas vai spiedpogas stacijas. Caur spoli plūstot strāvai, parādās magnētiskais lauks, kas piesaista armatūru ar kontaktu grupu. Pēc tam kontakti aizveras un caur tiem strāva plūst slodzē.

Cietvielu stāvokļiem nav vadības spoles un nav kustīgu kontaktu grupas. To, kas atrodas cietvielu relejā, jūs varat redzēt zemāk. Tajā, kā minēts iepriekš, strāvas kontaktu vietā tiek izmantoti pusvadītāju slēdži: tranzistori, triaki, tiristori un citi, atkarībā no pielietojuma (fotoattēla labā puse).

Izjaukts cietvielu relejs

Šī ir galvenā atšķirība starp pusvadītāju releju un elektromagnētisko. Šajā sakarā cietvielu stāvoklim ir ievērojami ilgāks kalpošanas laiks, jo kontaktu grupai nav mehāniska nodiluma, ir arī vērts atzīmēt, ka pusvadītāju releju ātrums ir lielāks nekā elektromagnētisko.

Papildus tam, ka nav mehāniska nodiluma, pārslēgšanas laikā nav dzirksteles vai loka, kā arī skaņas no kontaktu triecieniem pārslēgšanas laikā. Starp citu, ja pārslēgšanas laikā nav dzirksteles un loka izlādes, cietvielu releji var darboties sprādzienbīstamās telpās.


Salīdzinājums

Cietvielu releju priekšrocības salīdzinājumā ar elektromagnētiskajiem relejiem ir šādas:

1. Trokšņainība.

2. Ir pierādījumi, ka viņu MTBF ir aptuveni 10 miljardi slēdžu, kas ir 1000 vai vairāk reizes lielāks par elektromagnētisko releju resursiem.

3. Ja elektromagnētiskajiem relejiem pārsprieguma spriegums praktiski nav briesmīgstad elektroniskā shēma pusvadītāju relejs vairumā gadījumu neizdodasja netiks pieņemti shēmas lēmumi, lai ierobežotu šos impulsus. Tāpēc šo ierīču salīdzināšana pēc pārslēgšanas skaita ne vienmēr ir pareiza.

4. Performance pusvadītāju relejs ir frakcijas un vienības milisekundēs, bet elektromagnētiskajam relejam ir no 50 ms līdz 1 s.

5. Enerģijas patēriņš ir par 95% mazāks nekā elektromagnētisko analogu spoles patēriņam.

Tomēr šīm priekšrocībām ir virkne trūkumu:

  • Darbības laikā pusvadītāju releji sakarst. Jauda, ​​kas vienāda ar sprieguma krituma reizinājumu pāri barošanas slēdzim (apmēram 2 volti), un caur to plūstošā strāva tiek izlaista siltumā;

  • Pārslodzes un īssavienojumu gadījumā ir liela strāvas slēdža atteices varbūtība, pārslodzes jauda parasti ir 10In 10 ms - viens periods tīklā ar frekvenci 50 Hz (var mainīties atkarībā no izmantotajiem komponentiem);

  • Ķēdes pārtraucējam, visticamāk, nebūs laika izslēgt, pirms relejs sabojājas īssavienojuma laikā;

  • Pārsprieguma sprieguma gadījumā (jaudas pārspriegums) - cietvielu releja kalpošanas laiks var tūlīt beigties.

  • Cietvielu relejiem ir noplūdes strāva (līdz 7-10 mA) saistībā ar to, ja tie atrodas vadības ķēdē, piemēram, LED lampas - pēdējās mirgos līdzīgi kā situācija ar aizmugurgaismojuma slēdzi. Attiecīgi fāzes vadā būs spriegums pat tad, kad relejs ir atvienots!


Šajā tabulā parādīti ražotāja "FOTEK" (starp citu, daži no visizplatītākajiem) TSR (trīsfāzu) un SSR (vienfāzes) sēriju cietvielu releju vispārīgie raksturlielumi. Principā citiem ražotājiem būs līdzīgas vai līdzīgas produktu specifikācijas.

Izolācijas pretestība
> 50 MΩ / 500 V līdzstrāva
Dielektriskās stiprības ieeja / izeja
1 min iztur 2,5 kV maiņstrāvu
Ieslēgšanas strāva
Ne vairāk kā 7,5 mA
Pārslodzes jauda
Līdz 10 nominālajām strāvām 10 ms laikā
Pārslēgšanās metode
Šķērsojot nulli (maiņstrāvas modeļos) vai uzreiz caur optoelementu (līdzstrāvai)
Iebūvēta aizsardzība
SSR-F sērijai ir maināms drošinātājs

Sugas

Cietvielu relejus var klasificēt:

  • Pēc strāvas veida (pastāvīga vai mainīga);

  • Pēc strāvas stipruma (mazjaudas, jaudas);

  • Saskaņā ar uzstādīšanas metodi;

  • Pēc sprieguma;

  • Pēc fāžu skaita;

  • Pēc vadības signāla veida (tieša vai maiņstrāva, analogā ieeja mainīga rezistora vadīšanai, 4-20 mA ķēdē utt.).

  • Pēc komutācijas veida - pārslēgšana, kad spriegums iet caur nulli (maiņstrāvas ķēdēs), vai pārslēgšana ar vadības signālu (piemēram, jaudas regulēšanai).

PCB stiprināšanas releji
Releji uzstādīšanai uz radiatora

Tātad pēc fāžu skaita ir vienfāzes un trīsfāžu releji. Bet vadības signālu veidu ir daudz vairāk. Atkarībā no iekšējās ierīces cietvielu relejus var vadīt vai nu ar pastāvīgu spriegumu, vai ar maiņstrāvu.

Visizplatītākie cietvielu releji, kurus kontrolē ar pastāvīgu spriegumu diapazonā no 3 līdz 32 voltiem. Šajā gadījumā kontrolētā sprieguma lielumam jābūt šajā diapazonā, un tam nevajadzētu būt vienādam ar jebkuru no tā iegūto vērtību, kas ir ļoti ērti, ja to integrē sistēmās ar dažādu spriegumu.

Ir arī pusvadītāju releji, kuru kontrolei tiek izmantots analogs signāls:

  • 4-20 mA;

  • 0-10 voltu līdzstrāva;

  • Mainīgais rezistors 470-560 kOhm.

Šajā gadījumā šādus relejus var izmantot, lai regulētu pievienotās ierīces jaudu, pēc fāzes vadības principa. Tas pats pielāgošanas princips tiek izmantots mājsaimniecības apgaismojuma apgaismojuma regulēšanai.

Zemāk esošajā tabulā ir redzami cietvielu releju vadības signālu veidi ar fāzes vadības metodi no IMPULS.

Pievērsiet uzmanību marķējuma pēdējiem burtiem (LA, VD, VA), lielākajai daļai ražotāju tie ir vienādi, un viņi saka, tikai par signāla veidu.

Kontroles signālu veidi cietvielu relejiem ar fāzes vadības metodi no IMPULS

Kā jau minēts, fāzes kontrolētā relejā atkarībā no vadības signāla lieluma mainās izejas spriegums, kas parādīts zemāk redzamajā grafikā.

Releju izejas sprieguma grafiks
Slodzes sprieguma atkarība no vadības signāla

Šādu releju var atpazīt pēc nosacītā attēla pie ieejas spailēm, piemēram, zemāk esošajā fotoattēlā redzams, ka ieejai ir pievienots mainīgais rezistors 470-560 kOhm.

Fotek cietvielu relejs

Ir arī cietvielu releji ar vadības signālu no maiņstrāvas 220 V tīkla, kā parādīts zemāk. Tie ir piemēroti izmantošanai kā mazjaudas kontaktoru vai elektromagnētisko releju nomaiņa.

Cietvielu releji ar vadības signālu no maiņstrāvas 220V

Vadības marķējums un tips

Lai noteiktu releja "fāzi", marķējuma sākumā izmantojiet simbolus:

  • SSR - vienfāzes;

  • TTR - trīsfāžu.

Kas ir līdzvērtīgs viena un trīs polu komutācijas ierīcēm.

Pašreizējais stiprums ir arī šifrēts, piemēram, FOTEK to norāda šādā formā: Pxx

Kur "xx" ir strāva ampēros, piemēram, P03 - 3 ampēros un P10 - 10 ampēri.

Cietvielu releju marķēšana

Ja marķējumā ir burts H, tad šis relejs ir paredzēts pārsprieguma pārslēgšanai.

Marķējumā dati par vadības veidu ir norādīti pēdējās rakstzīmēs, dažādiem ražotājiem tas var atšķirties, taču bieži tam ir šāda forma un nozīme (dati tiek vākti no dažādiem ražotājiem):

  • VA - mainīgs rezistors 470-560kOhm / 2W (fāzes vadība);

  • LA - 4-20mA analogs signāls (fāzes vadība);

  • VD - analogs signāls 0-10V DC (fāzes vadība);

  • ZD - vadība 10-30 V līdzstrāvas (pārslēdzas, izejot caur nulli);

  • ZD3 - vadība 3-32V DC (pārslēgšanās, izejot caur nulli);

  • ZA2 - vadība 70–280 V maiņstrāva (pārslēdzas, izejot caur nulli);

  • DD3 - 3-32 V līdzstrāvas signāla vadība ar līdzstrāvas ķēdi (līdzstrāvas sprieguma pārslēgšana);

  • DA - līdzstrāvas signāla vadība, maiņstrāvas ķēdes komutācija.

  • AA - maiņstrāvas signāla vadība (220 V), maiņstrāvas ķēdes komutācija.

Pārbaudīsim to praksē, pieņemsim, ka jūs esat saskāries ar šādu produktu, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā, un vēlaties uzzināt, kas tas ir.

Ja jūs rūpīgi izpētīsit uzrakstus vadu savienošanas spaiļu tuvumā, tad jau kļūs skaidrs, ka tas ir relejs maiņstrāvas ķēžu vadīšanai no 90 līdz 480 voltiem, savukārt vadība notiek arī ar maiņstrāvu ar spriegumu no 80 līdz 250 voltiem.

Ja ir redzams tikai marķējums, tad: “SSR” ir vienfāzes; "-10" - nominālā strāva 10 ampēri; “AA” - maiņstrāvas vadība, maiņstrāvas pārslēgšana; “H” - augstsprieguma pārslēgšanai strāvas ķēdē - līdz 480 V (ja H nebūtu, tas būtu līdz 380–400 V).

Lai iegūtu konsolidāciju un labāku izpratni, izpētiet šo tabulu ar cietvielu releju marķējumiem un parametriem.

Cietvielu releju marķējums un raksturojums

Ierīce

Cietvielu releja iekšējā ķēde ir atkarīga no tā, kādai strāvai tā ir paredzēta (tieša vai maiņstrāva) un signāla veidam, lai to kontrolētu. Apsvērsim dažus no tiem.

Sāksim ar releju, kuru kontrolē līdzstrāva un, braucot caur nulli, brauc uz priekšu. Tos dažreiz sauc par "Z tipa cietvielu relejiem".

Z tipa cietvielu releja ierīce

Tapas 3-4 ir vadības signāla ieeja, kurai tiek izmantota optoelementa vadība un kuru izmanto ieejas un izejas ķēžu galvaniskai izolēšanai.

Bloks, kas kontrolē pāreju caur 0 vai, kā to sauc par nulles šķērsgriezumu, uzrauga sprieguma fāzi elektrotīklā, un, kad tas šķērso nulli, tas veic ķēdes ieslēgšanu (ieslēgšanu vai izslēgšanu). Šo metodi sauc arī par nulles sprieguma slēdzi, kas ļauj samazināt iesprūšanas strāvas, kad tās ir ieslēgtas (jo spriegums šajā brīdī ir vienāds ar nulli), un EML pašindukcijas pieaugumu, kad slodze ir atvienota.

Piemērots rezistīvo, kapacitatīvo un induktīvo slodžu kontrolei. Nav piemērots augstas induktīvās slodzes (ar cos cos <0,5) kontrolei, piemēram, transformatoriem tukšgaitā. Arī šī vadības metode netraucē elektrotīklu pārslēgšanas laikā. Zemāk redzamas vadības signālu, tīkla sprieguma un slodzes strāvas diagrammas, izmantojot šo vadības metodi.

Vadības signāli

Shematiski tas tiek īstenots šādi:

Siemens releja shēma

Šeit spriegums no tīkla tiek piegādāts blokam ar triac un bloku, kas izseko pāreju caur nulli. Elementi Q1, R3, R4, R5, C4 pie augsta sprieguma bloķē tiristora T2 atveri, kas kontrolē jaudas triac T1. Tad pārslēgšana ir iespējama tikai ar spriegumu tuvu nullei. Ievades ķēde tiek veikta uz U1 - tranzistora optoelementa, kas caur Q2 piegādā signālu Tiac triac vadītāja elektrodam.

Tūlītējie releji ir sakārtoti nedaudz savādāk nekā pārslēgšanas releji, šķērsojot nulli. Viņiem trūkst ZCC kaskādes.

Kontrolējot maiņstrāvu, ķēde atšķiras tikai ar pie taisngrieža (diodes tilta) ieejas.

Releju ķēdes shēma

Un, pārslēdzot līdzstrāvas ķēdes, triac tiek aizstāts ar tranzistoru.

DC-DC releja ierīce

Ir arī universālie releji tiešai un maiņstrāvai, kur tiek izmantots tranzistoru bloks. Kopumā ir daudz cietvielu releju izejas posmu shēmas, šie ir dažādu ražotāju, piemēram, International Rectifier, dažādu modeļu shēmu piemēri.

Starptautiskā taisngrieža dažādu modeļu shēmas

Relejā ar fāzes vadības metodi situācija ir nedaudz atšķirīga. Tas, tāpat kā dimmers, var pielāgot slodzes jaudu (izejas spriegumu), tāpēc šim ievadam tiek pielietots analogs signāls - ir pievienots spriegums, strāva vai mainīga pretestība. Kā jaudas elements šeit tiek izmantots tiristors.Bet paturiet prātā, ka šīs pielāgošanas metodes dēļ tīklā rodas traucējumi, lai nomāktu, kuri tīkla filtri tiek izmantoti ar parasto režīmu droseles, taču šī ir pavisam cita tēma.

Fāzes vadības releji

Zemāk redzamajā attēlā jūs varat redzēt atšķirības pārslēgšanā, pārejot no nulles no fāzu pārslēgšanas.

Pārslēgšanās atšķirības, pārejot caur nulli no fāzes komutācijas

Savienojuma diagrammas un lietošanas iespējas

Faktiski cietvielu releju savienojuma shēma gandrīz neatšķiras no parastajām. Kā pieslēgties? Pareizosim.

Cietvielu releja savienojuma shēma

Ja jums ir jāaizstāj parastais 220 V relejs ar 220 V maiņstrāvas vadību, izmantojiet šo diagrammu, piemēram, LDG LDSSR-10AA-H. Piemēram, diagrammā parādīts savienojums, izmantojot parasto slēdzi vai pārslēgšanas slēdzi. Tā vietā iespējotības signālu var piegādāt no termostata, kontroliera un citām ierīcēm.

Ja jums ir jākontrolē 220 V ķēde, izmantojot zemsprieguma signālu, varat izmantot FOTEK HPR-80AA.

FOTEK HPR-80AA releja elektroinstalācijas shēma

Šajā shēmā kā zemsprieguma līdzstrāvas avots tiek izmantots 12 VDC barošanas avots, ko plaši izmanto kā LED sloksņu barošanas avotus. Starp citu, jūs pat varat kontrolēt šādu cietvielu releju, pieliekot spriegumu no mobilā tālruņa lādētāja līdz ieejai, jo tā izeja ir 5V, kas ir vairāk nekā minimālais signāls 3V.

Ņemiet vērā arī to, ka vadības spriegumam jābūt pilnībā atvienotam, jo ​​katram relejam ir noteikti parametri, pie kuriem tas darbojas, piemēram, iepriekš minētais spriegums ir aptuveni 1 volts, un tas var darboties nevis ar 3 nominālajiem voltiem, bet jau pie 2,5 (Dati, piemēram, tiek aprēķināti ar vidējo vērtību, un tie var mainīties ne tikai atkarībā no konkrētā produkta, bet arī no vides apstākļiem un uzstādīšanas.)

Bet atcerieties, ka ir arī relejs ar fāzes vadības metodi. Šādu releju savienojuma shēmas ir parādītas zemāk (ilustrācija no tiem sniegtajām instrukcijām).

Releju elektroinstalācijas shēmas

Jautājums ir, kāpēc šādi releji ir nepieciešami un kur tos izmanto? Atbildes meklēšana uz šo jautājumu bija īslaicīga, tiklīdz es ievadīju vaicājuma sākumu un nekavējoties izsniedzu opcijas, ko izmantot kā barošanas taustiņu sildīšanas elementu vadīšanai no termostatiem ar jaudu 4-20 mA vai 0-10V.

Termostats ar izeju

Starp citu, rūpnieciskiem lietojumiem ir arī vietējās attīstības tendences, piemēram, ARIES TPM132 un citi modeļi, kas var darboties ar 4-20 mA un 0-10 V izejas signāliem.

Tomēr cietvielu releju lielas slodzes vadīšanai nav iespējams veikt bez dzesēšanas. Šim nolūkam tiek izmantota pasīvā (vienkāršs radiators) vai aktīvā dzesēšana (radiators + dzesētājs).

Cietvielu releja dzesēšana

Ieteikumi dzesētāju izvēlei ir doti specifiskā cietvielu releja tehniskajā dokumentācijā, tāpēc jūs nevarat sniegt universālus padomus.


Secinājums

Cietvielu relejus dažos gadījumos var izmantot kā elektromehāniskos relejus. Vispopulārākās iespējas ikdienas dzīvē ir nomainīt kontaktoru elektriskā katlā sakarā ar tā skaļu uzliesmošanu, attiecīgi ieslēdzot, un iekļaušana TENOV kļūs kluss.

Jaudas regulatora shēma, kuras pamatā ir vienfāzes cietvielu relejs

Kā arī dažādu jaudīgu jaudas kontrolieru ieviešana tiem pašiem sildelementiem un citām lietām, kurām tiek izmantots cietvielu relejs ar analogā signāla ieeju no mainīgas pretestības (VA tips).

Radioamatieri var montēt vienkāršāko cietvielu releju, pamatojoties uz optisko draiveri triakiem ar ZCC tipu MOC3041 un tamlīdzīgiem.

Vienkāršākā cietvielu releja shēma, pamatojoties uz optisko draiveri triakiem ar ZCC tipu MOC3041

Es uzskatu, ka šie ir cienīgi izstrādājumi izmantošanai dažādos automatizācijas instrumentos, turklāt tiem nav nepieciešama apkope (izņemot radiatoru tīrīšanu no putekļiem), un kalpošanas laiks var būt neierobežots. Tie kalpos vairākas reizes ilgāk nekā kontaktori, ja nebūs pārslodzes, pārkaršanas, īssavienojuma un pārsprieguma!

Skatīt arī vietnē electrohomepro.com:

  • Kā droši vadīt 220 voltu slodzi, izmantojot Arduino
  • Releju ierīces un lietojuma piemēri, kā izvēlēties un pareizi savienot releju ...
  • Kā viegli kontrolēt jaudīgu maiņstrāvas slodzi
  • Starpposma releji: mērķis, kur tie tiek pielietoti un kā tie tiek izvēlēti
  • Impulsa releji apgaismojuma kontrolei un izmantošanai

  •