Категорије: Истакнути чланци » Новајлијари
Број прегледа: 31654
Коментари на чланак: 0

Шта је чврсти релеј и како га правилно користити

 

У свим електричним круговима инструменти и уређаји морају укључивати и искључивати. Да бисте то учинили, користите уређаје за пребацивање, то може бити или једноставан прекидач или прекидач, или релеји, контактори итд. Данас ћемо размотрити један од таквих уређаја - солид-стате релеј, ајмо разговарати о томе како је одабрати и спојити се у управљачки круг оптерећења.

Шта је чврсти релеј и како га правилно користити

Шта је ово?


Солид стате реле - Ово је уређај изграђен на полуводичким елементима и прекидачима за напајање, попут триака, биполарних или МОС транзистора. У енглеским изворима се називају чврста релеја ССР из Солид Стате Релаи-а (што је у дословном преводу еквивалентно руском имену).

Као на електромагнетним релејима и остали уређаји за пребацивање дизајнирани су за контролу слабог сигнала са оптерећењем већим напоном или струјом.


Разлике од електромагнетних релеја

Конвенционални релеји, као и сви уређаји за електромагнетно пребацивање, раде на следећи начин - постоји завојница на коју се напаја струја из управљачког система или тастатуре. Као резултат струје која тече кроз завојницу, појављује се магнетно поље које привлачи арматуру са контактном групом. Након тога, контакти се затварају и струја тече у оптерећење кроз њих.

Солид-стате уређаји немају контролну завојницу и не крећу се контактне групе. Шта се налази у релеју чврстог стања можете видети доле. У њему се, као што је већ споменуто, уместо контаката за напајање користе полуводички прекидачи: транзистори, тријаци, тиристори и други, зависно од обима примене (десна страна фотографије).

Растављен чврсти релеј

Ово је главна разлика између полупроводничког релеја и електромагнетног. С тим у вези, чврсто стање има знатно дужи радни век, јер нема механичког хабања контактне групе, такође је важно напоменути да је брзина полуводичких релеја већа од брзине електромагнетних.

Поред механичког хабања, током пребацивања нема искре или лукова, као ни звукова од удара контаката током пребацивања. Успут, ако нема искре и лучног пражњења током пребацивања, чврсти релеји могу радити у експлозивним просторијама.


Поређење

Предности чврстих релеја у поређењу са електромагнетним релејима су следеће:

1. Безумност.

2. Постоје докази да је њихов МТБФ величине 10 милијарди прекидача, што је 1000 или више пута више ресурса електромагнетних релеја.

3. Ако за електромагнетне релеје, напонски напон практично није страшанзатим електронско коло полуводички релеј у већини случајева не успеваако нису донесене одлуке о ограничавању тих импулса. Због тога, упоређивање ових уређаја по броју пребацивања није увек тачно.

4. Перформансе полупроводнички релеј је фракција и јединица милисекунди, док електромагнетни релеј има 50 мс до 1 с.

5. Потрошња електричне енергије је 95% мања од потрошње завојнице електромагнетних аналога.

Међутим, ове предности покривају бројни недостаци:

  • Полуводички релеји се током рада загревају. Снага једнака производу пада напона преко прекидача за напајање (реда од 2 волта) и јачине струје која тече кроз њега ослобађа се топлоте;

  • У случају преоптерећења и кратких спојева, велика је вероватноћа да се прекидач напајања не покрене, капацитет преоптерећења је обично 10Ин током 10 мс - једно време у мрежи са фреквенцијом 50 Хз (може варирати овисно о компонентама које се користе);

  • Прекидач, највероватније, неће имати времена да се искључи пре него што релеј не успе током кратког споја;

  • У случају пренапона импулса (пренапонски напони) - радни век ССД може се одмах завршити.

  • Чврсти релеји имају везу струје цурења (до 7-10 мА), ако су, на пример, у управљачком кругу ЛЕД лампице - последње ће трептати слично као код прекидача са позадинским осветљењем. У складу с тим, постоји напон и на фазној жици, чак и када се релеј искључи.


Следећа табела приказује опште карактеристике солид-стате релеја ТСР (трофазне) и ССР (једнофазне) серије произвођача "ФОТЕК" (успут, неке од најчешћих). У принципу, остали произвођачи ће имати сличне или сличне спецификације производа.

Отпорност на изолацију
> 50 МΩ / 500В ДЦ
Улаз / излаз диелектричне снаге
Издржава напон од 2,5 кВ на 1 минуту
Искључивање струје
Не више од 7,5 мА
Капацитет преоптерећења
До 10 називних струја у року од 10 мс
Начин пребацивања
При преласку кроз нулу (код модела наизменичну струју) или моментално кроз оптопар (за директну струју)
Уграђена заштита
Серија ССР-Ф има осигурач који се може заменити

Врсте

Чврсти релеји се могу класификовати:

  • Према врсти струје (константна или наизменична);

  • По јачини струје (мала снага, снага);

  • Према начину инсталације;

  • Напоном;

  • По броју фаза;

  • Према врсти управљачког сигнала (директна или наизменична струја, аналогни улаз за управљање променљивим отпорником, у 4-20 мА кругу, итд.).

  • Према врсти пребацивања - пребацивање када напон пролази кроз нулу (у АЦ круговима) или пребацивање контролним сигналом (на пример, за подешавање снаге).

ПЦБ Моунт Релеј
Релеји за монтирање на радијатор

Дакле, по броју фаза постоје једнофазни и трофазни релеји. Али врсте контролних сигнала су много више. У зависности од унутрашњег уређаја, чврсти релеји могу да се управљају било константним напоном или променљивим напоном.

Најчешћи чврсти релеји који се контролишу константним напоном у опсегу од 3 до 32 волта. У овом случају, величина контролисаног напона треба да буде у овом опсегу, а не да буде једнака било којој одређеној вредности из њега, што је врло згодно када је интегрисано у системе са различитим напонима.

Постоје и полуводички релеји, за чије управљање се користи аналогни сигнал:

  • 4-20 мА;

  • 0-10 волти истосмјерне струје;

  • Променљиви отпор 470-560 кОхм.

У овом случају се такви релеји могу користити за регулисање снаге на повезаном уређају, по принципу фазне контроле. Исти принцип прилагођавања користи се у кућним диммерима за освјетљење.

У доњој табели можете видети врсте контролних сигнала солид-стате релеја помоћу фазне контроле из ИМПУЛС-а.

Обратите пажњу на последња слова ознаке (ЛА, ВД, ВА), за већину произвођача су иста, и кажу, само о врсти сигнала.

Врсте контролних сигнала за ССД релејне методе ИМПУЛС

Као што је већ речено, у фазно управљаном релеју, у зависности од величине контролног сигнала, излазни напон се мења, што је приказано на графикону испод.

Граф излазног напона релеја
Зависност напона у оптерећењу од управљачког сигнала

Такав релеј се може препознати по условној слици у близини улазних терминала, на пример, фотографија испод показује да је на улаз прикључен променљиви отпорник 470-560 кОхм.

Фотек солид стате релеј

Постоје и чврсти релеји с управљачким сигналом из мреже наизменичне струје од 220 В, као што је приказано у наставку. Прикладни су за употребу као замена за контакте мале снаге или електромагнетне релеје.

Чврсти релеји са управљачким сигналом од АЦ 220В

Означавање и врста контроле

Да бисте одредили "фазу" релеја, користите симболе на почетку обележавања:

  • ССР - једнофазна;

  • ТТР - трофазна.

Што је еквивалентно једнополним и трополним преклопним уређајима.

Тренутна јакост је такође шифрована, на пример, ФОТЕК је означава у облику: Пкк

Где је "кк" струја у амперима, на пример, П03 - 3 ампера и П10 - 10 ампера.

Ознака чврстог стања релеја

Ако ознака садржи слово Х, тада је овај релеј предвиђен за пребацивање пренапона.

На означавању су подаци о врсти контроле наведени последњим словима, могу се разликовати од једног произвођача до другог, али често имају овај облик и значење (подаци се прикупљају од различитих произвођача):

  • ВА - променљиви отпорник 470-560кОхм / 2В (фазна регулација);

  • ЛА - аналогни сигнал 4-20мА (регулација фаза);

  • ВД - аналогни сигнал 0-10В ДЦ (фазна регулација);

  • ЗД - управљање 10-30 В ДЦ (пребацивање када пролазимо кроз нулу);

  • ЗД3 - управљање 3-32В једносмерног напона (пребацивање када иде кроз нулу);

  • ЗА2 - контрола наизменичне струје 70-280В (пребацивање када иде кроз нулу);

  • ДД3 - управљање напоном једносмерне струје од 3 до 32 В једносмерним напоном (пребацивање једносмерног напона);

  • ДА - Контрола истосмјерног сигнала, пребацивање измјеничног круга.

  • АА - Контрола изменичног сигнала (220В), пребацивање АЦ склопа.

Хајде да проверимо у пракси, рецимо да наилазите на такав производ као на доњој слици и желимо да знамо о чему се ради.

Ако пажљиво проучите натписе у близини терминала за повезивање жица, већ ће постати јасно да је реч о релеју за управљање изменичним круговима од 90 до 480 волти, док се контрола дешава и наизменичном струјом напона од 80 до 250 волти.

Ако је видљиво само обележавање, тада је „ССР“ једнофазни; "-10" - називна струја од 10 ампера; „АА“ - АЦ контрола, пребацивање наизменичном струјом; "Х" - за пребацивање високог напона у струјном кругу - до 480В (да није било Х, било би и до 380-400В).

А за консолидацију и боље разумевање, проучите следећу табелу са ознакама и карактеристикама чврстих релеја.

Ознаке и карактеристике чврстих релеја

Уређај

Унутрашњи круг ССД-а зависи од тога за коју струју је дизајниран (директан или наизменични) и врсте сигнала за контролу. Размотримо неке од њих.

Почнимо с релејем, који је под контролом истосмјерне струје и мијења се кад пролази кроз нулу. Понекад их називају и "релеји чврстог стања" З-типа. "

З-Типе Солид Стате Релаи уређај

Овде су иглице 3-4 улаза управљачког сигнала, који користи оптоелемент, који се користи за галванску изолацију улазних и излазних кругова.

Блок који контролира транзицију кроз 0, или како се назива Зеро Цросс Цирцуит - надгледа фазу напона у мрежи и када прође кроз нулу, прави се пребацивање круга (укључено или искључено). Ова метода се назива и нулте напонске склопке, омогућава смањивање струја притиска при укључивању (пошто је напон у овом тренутку једнак нули) и пораста самоиндукције ЕМФ када је оптерећење искључено.

Погодно за контролу отпорних, капацитивних и индуктивних оптерећења. Није погодно за контролу високог индуктивног оптерећења (са цос цос <0,5), као што су трансформатори у празном ходу. Такође, ова метода управљања не омета мрежу током пребацивања. Испод видите дијаграме контролних сигнала, мрежног напона и струје оптерећења овом методом управљања.

Контролни сигнали

Шематски се ово реализује на следећи начин:

Сиеменс релејни круг

Овде се напон из мреже испоручује на блок са тријаком и блок који прати прелазак кроз нулу. Елементи К1, Р3, Р4, Р5, Ц4 на високом напону блокирају отварање тиристора Т2, који контролише снага триац Т1. Тада је пребацивање могуће само са напоном близу нуле. Улазни круг је направљен на У1 - транзисторском оптопару, који путем К2 доводи сигнал до управљачке електроде возача тријачног Т2.

Тренутни релеји су постављени нешто другачије од преклопних релеја када прелазе нулу. Недостаје им каскада ЗЦЦ.

Код управљања наизменичном струјом, круг се разликује само у присуству на улазу исправљача (диодни мост).

Дијаграм релејног кола

А при пребацивању једносмерних кругова, триац се замењује транзистором.

ДЦ-ДЦ релејни уређај

Постоје и универзални релеји за једносмерну и наизменичну струју, где се користи склоп транзистора. Опћенито, постоји много кругова излазних ступњева солид-стате релеја, у наставку су наведени примјери кола различитих модела произвођача попут Интернатионал Рецтифиер-а.

Примери кола различитих модела Међународног исправљача

У релеју са методом фазне контроле то је нешто другачије. Он, попут затамнила, може подесити снагу оптерећења (излазни напон), за то се аналогни сигнал примењује на улаз - напон, струја или наизменични отпор. Као елеменат напајања овде се користи тиристор.Али имајте на уму да због овог начина прилагођавања долази до сметњи у мрежи како би се сузбили који мрежни филтри са пригушницама у уобичајеном режиму користе, али то је потпуно другачија тема.

Фазни управљачки релеји

Разлике у пребацивању када прођете кроз нулу од фазног пребацивања можете видети на доњој слици.

Разлике у пребацивању када пролазимо кроз нулу од фазног пребацивања

Дијаграми везе и функције коришћења

У ствари, дијаграм везе чврстих стања релеја се готово не разликује од конвенционалних. Како да се повежете? Хајде да исправимо.

Дијаграм повезивања релеја у чврстом стању

Ако је потребно да замените конвенционални 220В релеј са 220В наизменичним управљањем, користите следећи дијаграм, на пример ЛДГ ЛДССР-10АА-Х. Дијаграм на пример приказује везу преко конвенционалног прекидача или прекидача. Уместо тога, сигнал за омогућавање може да се испоручи са термостата, регулатора и других уређаја.

Ако желите да управљате 220В кругом помоћу нисконапонског сигнала, можете да користите ФОТЕК ХПР-80АА.

Дијаграм ожичења релеја ФОТЕК ХПР-80АА

У овом кругу, 12ВДЦ напајање се користи као извор ниског напона истосмерне струје, који се широко користе као извор напајања за ЛЕД траке. Успут, можете чак и контролисати такав солид-стате релеј применом напона са пуњача мобилног телефона на улаз, јер је његов излаз 5В, што је више од минималног сигнала од 3В.

Имајте на уму да управљачки напон мора бити потпуно искључен, јер сваки релеј има одређене параметре на којима дјелује, на пример, горњи напон је око 1 волт, и можда неће радити на 3 номинална волта, али већ на 2,5 (На пример, подаци су просечни и могу се разликовати у зависности не само од одређеног производа, већ и од окружења и услова инсталације.)

Али подсетите се да постоји и релеј са методом фазне контроле. Дијаграми повезивања таквих релеја приказани су у наставку (илустрација из упутстава за њих).

Дијаграми повезивања релеја

Питање је зашто су такви релеји потребни и где се користе? Тражење одговора на ово питање било је краткотрајно, чим сам ушао у почетак упита и одмах издао могућности коришћења као тастера за напајање за контролу грејних елемената из термостата са излазом од 4-20 мА или 0-10В.

Термостат са излазом

Узгред, за индустријске примене постоје и домаћи развој, на пример, АРИЕС ТПМ132 и други модели који могу да раде са 4-20мА и 0-10В излазним сигналима.

Међутим, коришћење релеја чврстог стања за контролу великог оптерећења није могуће без хлађења. За то се користи пасивно (једноставан радијатор) или активно хлађење (радијатор + хладњак).

Релејно хлађење у чврстом стању

Препоруке за избор хладњака дате су у техничкој документацији за одређени чврсти релеј, тако да не можете дати универзални савет.


Закључак

Чврсти релеји се у неким случајевима могу користити као електромеханички релеји. Најпопуларније опције у свакодневном животу су замена контактора у електричном котлу, због његовог гласног искакања када се укључи, односно укључивање ТЕНОВ постат ће тиха.

Шема регулатора напајања заснована на једнофазном чврстом релеју

Као и примена разних моћних регулатора напајања за исте грејне елементе и друге ствари, за које се користи реле солид-стате с аналогним улазом сигнала из променљивог отпора (тип ВА).

Радиоаматери могу саставити најједноставнији солид-стате релеј, заснован на оптичком погону за тријаке са ЗЦЦ типом МОЦ3041 и слично.

Шема најједноставнијег солид-стате релеја заснованог на оптичком погону за тријаке са ЗЦЦ типом МОЦ3041

Верујем да су ово вредни производи за употребу у разним алатима за аутоматизацију, осим тога, не захтевају одржавање (осим чишћења радијатора од прашине), а век трајања им може бити неограничен. Они ће трајати неколико пута дуже од контактора, под условом да нема преоптерећења, прегревања, кратког споја и пренапонских удара!

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Како безбедно управљати напоном од 220 волти користећи Ардуино
  • Примери уређаја и примене релеја, како изабрати и правилно повезати релеј ...
  • Како лако контролисати снажно наизменично напајање
  • Прелазни релеји: сврха, где се примењују и како се бирају
  • Пулсни релеји за контролу осветљења и њихову употребу

  •