интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Твердотельное реле — принцип работы. Твердотельного реле обозначение на схеме


Твердотельное реле-полный обзор всех параметров

твердотельные реле

Твердотельные реле относятся к модульным полупроводниковым устройствам, в конструкции которых предусмотрены силовые ключи на структурах, содержащих симисторы, тиристоры или транзисторы.

Используются в качестве успешной альтернативы традиционным электромагнитным реле или контакторам. Устройства распространены в сфере коммутации однофазных и 3-фазных линий. Они применяются для бесконтактной коммутации отопительных устройств, освещения и прочего оборудования с резистивной нагрузкой с напряжением от 24 до 380 В для переменного тока для управления трансформаторами. Используются для индуктивной нагрузки, например, слаботочные двигатели или электромагниты.твердотельные реле

Рис. №1. Внешний вид твердотельного реле и габаритные размеры.

Твердотельные реле подразделяются по типу управления, это реле переменного или постоянного тока с использованием переменного резистора и с помощью аналогового сигнала тока 4 – 20 мА. Реле для управления уровня напряжения включают или отключают нагрузку с помощью подачи или снятия с нагрузки полного сигнала.

Достоинства

  • Продолжительный период эксплуатации.
  • Отсутствие постороннего шума, неустойчивых контактных соединений, искрений и электродуги при переключении.
  • Надежное сопротивление изоляции в цепях нагрузки и цепях управления коммутационными аппаратами.
  • Отсутствие акустических помех.
  • Высокая степень энергосбережения.
  • Быстродействие (высокая скорость коммутации).
  • Небольшие габаритные размеры.
  • Отсутствие профилактики и технического обслуживания.

Высокие качественные электротехнические показатели делают возможным переход с  электромагнитных реле и контакторов на твердотельные реле.твердотельные реле

Рис. №2. Пример твердотельного реле с использованием SCR управления.

Недостатки и меры по защите релейного устройства

Существует несколько локальных факторов, при которых возможен выход устройства из строя – это:

  1. Перенапряжение.
  2. Токовая перегрузка и короткое замыкание.
  3. Перегрев из-за плохого теплоотвода (максимальная температура нагрева основания устройства не должна превышать 800С).

Рекомендуется при использовании реле в управлении электродвигателями включать в цепь управления варисторы.

Для нагрузки более 5 А на основание реле наносится специальная теплопроводящая паста. При I = 25А применяют вентилятор. Некоторые модели оборудованы защитой от перегрева, она отключает реле при превышении температуры тиристора – 1200С. Для защиты реле от перегруза по нагрузке используются предохранители на полупроводниках (срабатывают чрезвычайно быстро (2 мс) не позволяют развиться току к.з.).

Принцип работы твердотельного реле

твердотельные релеРис. №3. Схема работы с использованием твердотельного реле. В положении выключено, когда на входе наблюдается 0 В, твердотельное реле не дает пройти току через нагрузку. В положение включено, на входе есть напряжение, ток идет через нагрузку.

Основные элементы регулируемой входной цепи переменного напряжения.

  1. Регулятор тока служит для поддержки неизменного значения тока.
  2. Двухполупериодный мост и конденсаторы на входе в устройство служат для преобразования сигнала переменного тока в постоянный.
  3. Встроенный оптрон оптической развязки, на него подается питающее напряжение и через него протекает входной ток.
  4. Тригерная цепь служит для управления эмиссией света встроенного оптрона, в случае прекращения подачи входного сигнала ток прекратит свое протекание через выход.
  5. Резисторы, расположенные в схеме последовательно.

В твердотельных реле используется два распространенных типа оптических развязок – семистор и транзистор.

Симистор обладает следующими преимуществами: включение в состав развязки тригерной цепи и ее защищенность от помех. К недостаткам следует отнести дороговизну и необходимость больших величин тока на входе в устройство, необходимого для переключения выхода.твердотельные реле

Рис. №4.  Схема реле с семистором.

Тиристор  — не нуждается в наличии большого значения тока для переключения выхода. Недостаток – нахождение тригерной цепи вне развязки, а значит большее число элементов и слабая защита от помех.твердотельные реле

Рис. №5. Схема реле с тиристором.твердотельные реле

Рис. №6. Внешний вид и расположение элементов в конструкции твердотельного реле с транзисторным управлением.

Принцип работы твердотельного реле типа SCR полупериодного управления

При прохождении тока через реле исключительно в одном направлении величина мощности снижается почти на 50%. Для предотвращения этого явления используют  два параллельно подключенных  SCR, расположенные на выходе (катод соединяется анодом другого).твердотельные реле

Рис. №7. Схема принципа работы полупериодного управления SCR

 

Типы коммутирования твердотельных реле

  1. Управление коммутационными действиями при переходе тока через ноль.твердотельные реле

Рис. №8. Коммутация реле при переходе тока через ноль.

Преимущество способа – отсутствие помех при включении.

Недостатки – прерывание выходного сигнала, отсутствие возможности применения с нагрузками, обладающими высокой индуктивностью.

Используется для резистивной нагрузки в системах управления и контролирования нагревательных устройств. Использование в слабоиндуктивных и емкостных нагрузках.

 

  1. Фазовое управление твердотельным релетвердотельные реле

Рис.№9. Схема фазного управления.

Преимущество: непрерывность и плавная регулировка, возможность изменять значение выходного напряжения.

Недостатки: присутствуют помехи при производстве переключений.Область использования: управление систем нагрева, индуктивные нагрузки (трансформаторы), инфракрасные выключатели (резистивная нагрузка).   

 

Основные показатели для выбора твердотельных реле

  • Ток: нагрузки, пусковой, номинальный.
  • Тип нагрузки: индуктивность, емкость или резистивная нагрузка.
  • Тип напряжения цепи: переменное или постоянное.
  • Тип сигнала управления.

 

Рекомендации по подбору реле и эксплуатационные нюансы

Токовая нагрузка и ее характер служат главным фактором, определяющим выбор. Реле выбирается с запасом по току, в который входит учет пускового тока (он должен выдержать 10-кратное превышение тока и перегруз на 10 мс). При работе с обогревателем номинальный ток превышает номинальный ток нагрузки не менее чем на 40%. При работе с электродвигателем запас по току рекомендован быть больше номинала не менее чем в 10 раз.

Ориентировочные примеры выбора реле при превышении тока
  1. Нагрузка активной мощности, например, ТЭН – запас 30-40%.
  2. Электродвигатель асинхронного типа, 10 кратный запас по току.
  3. Освещение с лампами накаливания – 12 кратный запас.
  4. Электромагнитные реле, катушки – от 4 до 10 кратного запаса.твердотельные реле

Рис. №10. Примеры выбора реле при активной нагрузке по току.

Такой электронный компонент электрических цепей как твердотельное реле становиться обязательным итерфейсом в современных схемах и обеспечивает надежную электрическую изоляцию между всеми задействованными электроцепями.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

 

elektronchic.ru

Твердотельные реле SSR

Выбрать валюту: Российский рубльДоллар СШАЕвро

+7 (863) 207-24-17

+7 (863) 219-71-65

Весь каталог Частотные преобразователи Danfoss VLT Micro Drive (0,18 - 22 кВт) DELTA VFD-C - (0,75 - 355 кВт) DELTA VFD-CP - (0,75 - 400 кВт) Advanced Control ADV M420 - (1,5 - 450 кВт) Advanced Control ADV M430 - (0,75 - 75 кВт) Advanced Control C220 (0,4-1,5 кВт) Advanced Control C420 (0,75 - 2,2 кВт) Danfoss VLT AQUA Drive (110 - 315 кВт) Danfoss VLT HVAC Basic (30 - 90 кВт) DELTA MS300 (0.2 - 22.0 кВт) DELTA VFD-B - (0,75 - 75 кВт) DELTA VFD-CH (0,75-280 кВт) DELTA VFD-CFP (0.75 - 90 кВт) DELTA VFD-DD DELTA VFD-E - (0,2 - 22 кВт) DELTA VFD-EL - (0,2 - 3,7 кВт) DELTA VFD-F - (0,75 - 220 кВт) DELTA VFD-G - (5,5 - 220 кВт) DELTA VFD-L DELTA VFD-VE - (0,75 - 75 кВт) DELTA VFD-VL - (5,5 - 75 кВт) INNOVERT VENT (0,4-110 кВт) INNOVERT серии IBD (15-560 кВт) INNOVERT серии IDD (0,4 - 2,2 кВт) INNOVERT серии IPD (0,75 - 11 кВт) INNOVERT серии ISD и ISD mini (0,09-22 кВт) INNOVERT серии ITD (0.4 - 110 кВт) HYUNDAI N700E - (0,4 - 350 кВт) HYUNDAI N700V - (5,5 - 132 кВт) Lenze SMD (0,25 - 22 кВт) Lenze SMV (0,25 - 30 кВт) Siemens Micromaster 420 - (0,12 - 11 кВт) Siemens Micromaster 430 - (7,5 - 250 кВт) Siemens Micromaster 440 - (0,12 - 250 кВт) Siemens Sinamics G110 - (0,12 - 3 кВт) Siemens Sinamics G120 - (0,37 — 250 кВт) Siemens Sinamics G120C - (0,55 — 18,5 кВт) SIEMENS SINAMICS V20 Bosch-Rexroth EFC3610 Bosch-Rexroth EFC5610 Bosch-Rexroth VFC3610 Bosch-Rexroth VFC5610 Bosch-Rexroth Fv Bosch-Rexroth Fe Vacon 10 (0,25-5,5 кВт)

www.saa.su

Твердотельное реле — принцип работы

Каждый, кто имел дело с подключением электрических двигателей и других мощных потребителей электроэнергии, прекрасно знают, что такое электромеханическое реле. Ничего плохого о нем сказать нельзя, поскольку свою работу оно выполняет исправно. Есть, однако, у электромагнитных реле плохая привычка — пускать искры и шуметь при работе. А также размеры электромагнитного реле, в зависимости от мощности, совсем не маленькие. Большую часть проблем, которые создает такое устройство призвано решить другое реле, совершенно непохожее по конструкции и принципу работы, но не менее необходимое, чем электромагнитное.

Содержание:

  1. Твердотельное реле, как это работает
  2. Где применяют твердотельное реле
  3. Разновидности твердотельных реле
  4. Схемы подключения ТТР

Твердотельное реле, как это работает

Твердотельное реле Твердотельное реле

Полупроводниковые устройства в свое время произвели революцию в радиотехнике, а одним из вождей полупроводниковой революции стало твердотельное реле Принцип работы, особенности использования и схемы подключения этого устройства мы обязательно рассмотрим сегодня. Как и положено каждому реле управления, твердотельное реле, Solid State Relay, SSR,  призвано обеспечивать контакт между цепями низкого и высокого напряжения. Независимо от размеров и конфигураций, все реле такого типа похожи по принципу действия и структуре. А структура у устройства такая:

Структура устройства Структура устройства

  1.  Вход.
  2.  Развязка оптическая.
  3.  Триггерная цепь.
  4.  Переключающая цепь.
  5.  Защитная цепь.

На входе устройства стоит первичная цепь с сопротивлением на постоянном изоляторе, включенном последовательно. Все, что требуется от входной цепи — принимать импульс и передавать его устройству твердотельного реле, коммутирующего нагрузку. Естественно, что первичная и вторичная цепи должны быть изолированы друг от друга, а роль изолятора выполняет оптическая развязка. Она и вносит разнообразие в виды и типы твердотельных реле и влияет на принцип их работы.

Система управления Система управления

Отдельным элементом конструкции является триггерная цепь, которая обрабатывает входной сигнал и переключает выход. В зависимости от вида реле, триггерная цепь может входить в состав оптической развязки, а может быть и совершенно автономным элементом. Нагрузочным же напряжением управляет цепь, которая состоит из транзистора, симистора и кремниевого диода. Конструкцией твердотельного реле предусмотрена в обязательном порядке система защиты от ошибок и сбоев. Система реализована в виде отдельной защитной цепи и может быть как внутреннего типа, так и внешнего.

Система защиты Система защиты

Где применяют твердотельное реле

Внешний вид Внешний вид

Преимущества этого реле перед контактным бесспорным, однако, как обычно, на пути широкого продвижения в массы этого прекрасного устройства стоит цена твердотельного реле. Если не вникать в рыночные особенности и финансовое обоснование применения реле такого типа, то смело можно говорить о его преимуществах:

  • экономное потребление энергии;
  • минимальные габариты, не сравнимые с обычными реле;
  • очень высокий (примерно втрое) срок службы;
  • высокое быстродействие;
  • абсолютная бесшумность в работе.

Не требует обслуживания Не требует обслуживанияТвердотельное реле принцип работы которого позволяет применять устройство гораздо шире, чем контактное реле, все же не сможет пока в обозримом будущем полностью заменить электромагнитные приборы. Да и они неплохо справляются со своими задачами. А применять ТТР хорошо в тех случаях, когда с прибором или станком возиться некогда. Обычное реле в обязательном порядке будет требовать чистки контактов через каждых несколько тысяч циклов замыканий, а про наличие ТТР можно вообще забыть после установки.

Разновидности твердотельных реле

С управлением постоянным током С управлением постоянным током

Любые твердотельные реле можно классифицировать на несколько подвидов по нескольким параметрам:

  •  По типу управляющего напряжения. Здесь все просто — они могут управляться переменным или постоянным током.
  • Коммутируемое напряжение. Тоже может быть постоянное и твердотельное реле переменного тока.
  • По количеству фаз для переменки. Либо одна фаза, либо трехфазное твердотельное реле.
  • По специфике монтажа. Реле имеет возможность монтироваться как на корпус или поверхность, так и на стандартную DIN-рейку. Стандартная DIN-рейка Стандартная DIN-рейка

Отличным примером использования ТТР может служить применение его в качестве реле управления для трехфазного электродвигателя. То есть для того, чтобы мотор изменил направление вращения, необходимо поменять местами любые две фазы. Для реализации этих задач используется реле твердотельное реверсивное. Электромагнитное реле для этих целей занимало бы много места, требовало бы постоянного ухода за контактами и создавало бы море шума.

В качестве реле управления для трехфазного электродвигателя В качестве реле управления для трехфазного электродвигателя

Реверсивное ТТР при этом работает абсолютно бесшумно и имеет очень компактные размеры. Такие же, как и однофазное твердотельное реле, с разницей только в том, что в нем на один вывод больше. Следовательно, кроме размеров и частоты обслуживания, изменяются и требования к пусковой кнопке. Так, огромный пятикиловаттный двигатель можно запустить и управлять им при помощи обычного геркона.

Схемы подключения ТТР

Схемы реле Схемы реле

По подключению твердотельное реле практически ничем не отличается от обычного. Мы привели несколько типичных схем подключения для коммутации переменки до 240 вольт.

Схемы подключения реле Схемы подключения реле

Обычное ТТР может переносить кратковременные перегрузки вплоть до 200% от номинала, особенно, если ток не подается резко, а возрастает по мере замыкания. Тем не менее предохранять реле от замыкания нужно и для них существуют определенные типы предохранителей.

Радиаторы для твердотельных реле Радиаторы для твердотельных реле

Также стоит учитывать, что ТТР при работе могут нагреваться, а при температуре выше 70 градусов они практически прекращают функционировать, поэтому в обязательном порядке на реле устанавливаются радиаторы для твердотельных реле.

nashprorab.com

Электротехника: Как сделать твердотельное реле.

Твердотельные реле более долговечные, быстродействующие и бесшумные чем обычные контактные электромагнитные реле т.к. не имеют движущихся частей. Однако у них есть и недостатки например большее сопротивление в открытом состоянии и меньшее в закрытом (при не изношенных контактах контактных реле), ограничение минимального кммутируемого напряжения а также большинство твердотельных реле предназначено либо для коммутации переменного тока либо для постоянного, есть универсальные (контактные реле почти всегда универсальные (твердотельные для переменного тока также имеют ограничение по частоте коммутируемого тока)) в данной статье рассмотрим реле для переменного тока на симисторе. Для того чтобы сделать такое реле нужно соединить детали обозначенные на схеме так как они соединены на этой схеме:

Рисунок 1 - Твердотельное реле

В данном реле используется симистор BT139-800E предельный ток которого 16А следовательно максимальная мощность нагрузки (прибора) не должна быть больше 220*16=3520Вт т.е. примерно 3.5кВт. Можно использовать любой другой подходящий симистор. Включается реле подачей на вход тока достаточного для зажигания инфракрасного светодиода на столько чтобы оптосимистор оптрона сработал (на практике хватает 15мА (см. видео ниже)). Для управления симистором используется специальный симисторный оптрон MOC3041. Процесс изготовления платы смотрите на видео ниже, процесс припаивания деталей показан не до конца т.к. долго и были ошибки (для избежания неприятных последствий рекомендуется проверять сборку перед включением устройства и устранить ошибки если они есть):

КАРТА БЛОГА (содержание)

electe.blogspot.com


Каталог товаров
    .