Особенности использования твердотельных реле
При использовании, практически, любых электрических цепей существует необходимость включения, или отключения электронных приборов, устройств, агрегатов и т.п. Используемое для этого оборудование относится к категории коммутационного оборудования, и включает в себя выключатели, рубильники, контакторы, реле и т.д.
Одним из устройств, входящих в категорию коммутационного оборудования, являются твердотельные реле. Что же такое – твердотельное реле? Твердотельное реле – это устройство, построенное на полупроводниковых элементах и силовых ключах, таких, как симисторы, биполярные, или МОП-транзисторы. Также как и электромагнитные реле, предназначены они для управления слабым сигналом нагрузкой с большим напряжением, или током.
Твердотельные реле – уникальные устройства, которые после монтажа не требуют особого обслуживания. К примеру, они не нуждаются в очистке контактной группы, так как само понятие «контактная группа» отсутствует у твердотельных реле вообще.
Блок-схема твердотельного реле с управлением постоянным током изображена на рисунке:
Как видно, управление реле осуществляется с помощью светодиода, установленного внутри корпуса реле. Сразу возникает вопрос – какое напряжение необходимо подать на вход реле, что оно «включилось», или «отключилось»? Для реле серии HHG1 управляющее напряжение указано как 3-32VDC. И с этим, как бы, вопросов не возникает. Но необходимо иметь в виду, что для «отключения» реле, управляющее напряжение надо отключать полностью. Согласно документации на это реле, напряжение отключения составляет 1VDC.
Далее, нельзя проверить работоспособность реле, подключив к выходным контактам тестер, и «прозвонить» его. В отличие от электромагнитного реле, в котором коммутирующая цепь имеет всего два состояния – «замкнуто» и «разомкнуто» — твердотельные реле имеют силовые ключи, построенные на симисторах, или транзисторах. Проверить работоспособность твердотельного реле можно, собрав, простейшее устройство, изображенное на рисунке
.
Кроме того, твердотельные реле имеют свои особенности для выбора нагрузки. При выборе твердотельного реле следует обращать особое внимание на нагрузочный ток. При эксплуатации твердотельного реле стоит учитывать не только рабочий ток, но также и токи, возникающие в процессе пуска, которые могут превышать номинальный параметр в несколько раз.
Значения превышений максимального тока по отношению к номинальному отображены в таблице:
| Применение | Запас по току |
|---|---|
| Для ТЭНов | |
| Для асинхронных двигателей | 6-10 крат. |
| Для ламп накаливания | 8-12 крат. |
| Электромагнитные реле | 4-10 крат. |
Поэтому для твердотельных реле рекомендуется: для активной нагрузки (лампы, ТЭНы) запас по номинальному току в 2-4 раза. При пуске асинхронных двигателей, из-за большого пускового тока, запас по току нужно увеличить до 6-10 раз.
Несколько снизить запас по току можно, предусмотрев пуск двигателя на холостом ходу с минимальными оборотами.
Немаловажным фактором при эксплуатации твердотельных реле является обеспечение теплового режима. Твердотельные реле способны проводить заявленный производителем ток при температурах не выше 40°С. При нагреве на каждые 10°С способность реле пропускать ток уменьшается на 20-25%. То есть, при температуре 80°С реле, практически, не способно пропускать ток.
И напоследок – для защиты твердотельного реле от выхода из строя вследствие короткого замыкания, нагрузку имеет смысл защитить установкой автоматических выключателей класса В.
Может показаться, что переход от обычных реле и контакторов на твердотельные реле слишком сложен. Действительно, такой переход требует более ответственного подхода. Но при правильном выборе твердотельного реле и обеспечения соответствующих условий его работоспособности, преимущества проявятся в первую очередь.
Твердотельное реле с переходом через нуль
Твердотельные реле (SSR) заменяют электромагнитные переключатели, например реле.
Они были введены для устранения недостатков, присущих контактным реле общего назначения (электромагнитным реле).
SSR доступны как для систем постоянного, так и для переменного тока.
В зависимости от типа переключения выхода различают два основных типа SSR: переход через ноль, и случайное пересечение. В этой статье давайте обсудим твердотельные реле с переходом через нуль чтобы понять их работу и как их использовать.
Что такое твердотельное реле с переходом через нуль?
SSR с переходом через ноль — это SSR для управления устройством переменного тока, которое включается, когда напряжение нагрузки близко или равно нулю. Как и любой другой SSR, SSR с переходом через ноль также не имеет механических контактов и полностью построен на основе полупроводниковых компонентов.
Прежде чем мы углубимся в подробности, давайте обсудим, что переход через ноль значит и почему это важно при определенных нагрузках.
Важность перехода через ноль
В практических приложениях, таких как промышленная среда, мы сталкиваемся с двумя основными типами нагрузок: могущий оказать сопротивление и индуктивный.
Оборудование с катушками, такое как двигатели и трансформаторы, является индуктивной нагрузкой, а такие устройства, как нагреватели, лампы накаливания — резистивными.
Поскольку мы переключаем источник переменного тока, нет гарантии, в какой точке формы волны переключатель включится. Следовательно, напряжение нагрузки может составлять от 0 В до 345 В пиковое для системы 230 В при включении.
Это время может вызвать проблемы в оборудовании, на которое подается питание. Например, резистивные нагрузки, такие как нагреватели, предпочтительно питать от 0 В и постепенно увеличивать, чтобы снизить вероятность повреждения нагревательного элемента.
Если нет, то Пусковой ток может сжечь элемент. Поскольку напряжение переменного тока, нам нужно только точно контролировать точку, в которой переключатель включается.
Точка, в которой синусоидальный сигнал переменного тока находится на уровне 0 В (где форма сигнала меняет направление), называется точка перехода через ноль.
И это идеальный момент для включения устройства.
Функциональность SSR с нулевым переходом
При подаче управляющего сигнала выход не сразу включается.
Вместо этого он наблюдает за формой волны и ожидает завершения текущего полупериода. Когда текущий полупериод завершается и напряжение достигает 0 В (точка перехода через нуль), выход подключается к нагрузке.
Это позволяет нагрузке следовать форме волны напряжения. Если нагрузка представляет собой лампу накаливания, постепенное увеличение напряжения нагрузки от 0 В позволяет нити накаливания нагреваться и увеличивать ее сопротивление. Это обеспечивает более длительный срок службы лампы.
В чем разница между нулевым крестом и случайным крестом?
При подаче управляющего сигнала устройства перехода через нуль ожидают завершения текущего полупериода перед включением выхода. Это всегда гарантирует, что нагрузка получит для работы чистый синусоидальный сигнал.
Случайные перекрестные устройства включаются немедленно.
Это может вызвать протекание больших пусковых токов в оборудование и привести к его повреждению. Если управляемое устройство чувствительно к скачкам высокого напряжения, случайное перекрестное переключение может очень легко повредить его.
Кроме того, устройство пересечения нуля не выключается сразу после снятия управляющего сигнала. Как и при включении, они остаются проводящими до завершения текущего полупериода.
Реле с переходом через ноль и реле без перехода через нуль
За исключением их основного различия во времени переключения, реле перехода через нуль и реле, отличное от перехода через ноль, почти идентичны друг другу. Реле перехода через ноль имеют несколько дополнительных компонентов в своей схеме, позволяющие обнаруживать переход через нуль.
Реле с нулевым перекрестием больше подходят для переключения резистивных цепей, в то время как реле с перекрестным переключением являются наиболее подходящими реле для управления индуктивными нагрузками, такими как двигатели и вентиляторы.
Для продвинутых приложений, таких как управление углом фазы / управление фазойиспользуются случайные перекрестные реле благодаря их характеристикам мгновенного включения.
SSR с нулевым переходом также имеют очень низкие потери переключения. Это позволяет использовать компоненты с более низкими рейтингами, что означает, что SSR с нулевым пересечением может быть дешевле, чем SSR со случайным пересечением. Для работы с высокими пусковыми токами и
Цепь твердотельного реле с нулевым переходом
Типичная 4-контактная цепь твердотельного реле с переходом через ноль имеет следующую схему внутри корпуса. На схематической диаграмме ниже также показаны подключенная нагрузка 600 Вт (нагревательный элемент) и источник 120 В.
Когда микроконтроллер отправляет на SSR логический уровень HIGH, загорается светодиод внутри оптоизолятора. Оптоизолятор MOC3041 содержит встроенный детектор перехода через ноль. Светодиод включает цепь детектора перехода через ноль.
Схема перехода через нуль ожидает завершения текущего полупериода.
В точке пересечения нуля он посылает сигнал запуска для активации фотомистора внутри оптоизолятора.
Это приводит к тому, что фотомистор внутри начинает проводить от контакта 6 к контакту 4. Этот импульс включает внешний высокомощный симистор, который затем начинает подавать ток на подключенную нагрузку.
Диод D1 защищает реле от неправильной полярности. Резистор R3 подключен к контакту затвора испытательного устройства с MT1, чтобы гарантировать полное отключение симистора.
Заключение
В этой статье мы обсудили твердотельные реле с переходом через нуль и их принцип работы. Хотя они превосходят свои аналоги с контактными реле, следует отметить, что в некоторых случаях традиционные контактные реле могут быть лучшим выбором.
Следовательно, анализ типа нагрузки, максимального напряжения нагрузки, ожидаемых средних значений и значений импульсного тока, безусловно, будет полезен при выборе подходящего SSR / реле для вашего приложения.
рупий | Электронные и электрические компоненты
РС | Электронные и электрические компоненты- Справка
- Торговые прилавки
Разделы нашей продукции:
- Аккумуляторы и зарядные устройства
- Соединители
- Дисплеи и оптоэлектроника
- Контроль электростатического разряда, чистые помещения и прототипирование печатных плат
- Пассивные компоненты
- Блоки питания и трансформаторы
- Raspberry Pi, Arduino и средства разработки
- Полупроводники
- Механизм автоматизации и управления
- Кабели и провода
- Корпуса и серверные стойки
- Предохранители и автоматические выключатели
- HVAC, вентиляторы и управление температурным режимом
- Освещение
- Реле и формирование сигналов
- Переключатели
- Доступ, хранение и обработка материалов
- Клеи, герметики и ленты
- Подшипники и уплотнения
- Инженерные материалы и промышленное оборудование
- Застежки и крепления
- Ручной инструмент
- Механическая передача энергии
- Сантехника и трубопровод
- Пневматика и гидравлика
- Электроинструменты, Пайка и сварка
- Компьютеры и периферия
- Уборка и техническое обслуживание помещений
- Офисные принадлежности
- Средства индивидуальной защиты и рабочая одежда
- Безопасность и скобяные изделия
- Безопасность сайта
- Испытания и измерения
твердотельных реле приложений и использования
Блог — НАШИ РЫНКИ — Применение и использование твердотельных реле
В этой статье мы собираемся обсудить твердотельные реле, которые в основном известны как SSR, и особенности их применения.
Твердотельные реле представляют собой полупроводниковые эквиваленты электромеханических реле и поэтому могут использоваться для управления электрическими нагрузками.
Твердотельное реле — довольно сложное устройство, но у него простое назначение — активировать одну выходную нагрузку при подаче питания. Они эффективны и эффективны в работе, позволяя в некоторых случаях работать с чрезвычайно большими нагрузками с очень точными управляющими напряжениями.
В нашей последней статье блога мы упомянули основные преимущества использования твердотельных реле. Для устройств с большой нагрузкой, таких как нагреватели и двигатели, твердотельные реле могут иметь огромное преимущество перед традиционными механическими реле. Подводя итог, твердотельные реле являются предпочтительным вариантом, когда очень точное высокоскоростное переключение ; они эффективны , и имеют долгий срок службы . Итак, вы ясно понимаете, что SSR — это то, что нужно для многих приложений, мы узнаем, какие именно.
Сначала мы обнаружим типов приложений нагрузки , а затем посмотрим, в каких отраслях можно найти твердотельные реле.
1-Типы нагрузки
Существуют сотни возможных применений твердотельных реле. Большинство из них можно разделить на следующие типы нагрузок:
Нагревательные элементы
«Нагрузка нагревателя» также известна как «резистивная нагрузка».
Твердотельные реле обеспечивают высокоточный и высокочастотный контроль температуры. Приложения для управления отоплением включают:
- Коммерческие машины для пищевой промышленности
- Литье пластмасс под давлением/экструзия
- Печи
- ОВКВ
- Текстиль
- Жилое отопление
- Инфракрасный обогрев
- Сушка
- Термоформование
- Паяльное оборудование
Резистивная нагрузка не имеет пускового тока. ТТР обычно используется вместе с импульсным выходом напряжения в регуляторе температуры для включения/выключения нагревателя.
При использовании твердотельного реле с функцией пересечения нуля большая часть генерируемого шума подавляется.
Чтобы узнать больше….
Пуск двигателя
Электродвигатель — это «индуктивная нагрузка». Приложения для управления двигателем включают:
- Насосы
- Компрессоры
- Конвейерные системы
- Вентиляторы
- Лифты
- Лифты
- Подъемники
При запуске двигателя пусковой ток в 5-10 раз превышает номинальный ток, и пусковой ток протекает в течение более длительного времени, чем для лампы или трансформатора. В дополнение к измерению времени запуска двигателя или пускового тока во время использования убедитесь, что пиковое значение пускового тока меньше половины сопротивления пускового тока при выборе твердотельного реле. ТТР может быть поврежден противоэлектродвижущей силой двигателя. Обязательно установите защиту от перегрузки по току, когда твердотельное реле выключено.
Если у вас есть индуктивная нагрузка, такая как электродвигатель, это может вызвать большой скачок переходного напряжения при выключении реле, так как магнитное поле, окружающее индуктивная нагрузка, разрушается.
Переключение реле во время пика сетевого напряжения также вызывает электрическую дугу между выводами реле, изнашивая их и способствуя механическому отказу реле.
При использовании твердотельного реле, поддерживающего обнаружение пересечения нуля, оно будет сохранять свое состояние до тех пор, пока выходной сигнал переменного тока не пересечет ноль самостоятельно. В этот момент он включается или выключается безопасно.
Чтобы узнать больше…
Освещение
Освещение включает:
- Муниципалитеты
- Кинотеатры и театры
- Взлетно-посадочная полоса аэропорта
- Освещение улиц и проезжей части
- Офисные помещения
Через лампы накаливания, галогенные лампы и подобные устройства протекает большой пусковой ток (приблизительно в 10–15 раз превышающий номинальный ток). Выберите твердотельное реле таким образом, чтобы пиковое значение пускового тока не превышало половины сопротивления пускового тока твердотельного реле.
См. «Повторяющийся», указанный в наших спецификациях. Когда применяется повторяющийся пусковой ток, превышающий половину сопротивления пускового тока, выходной элемент твердотельного реле может быть поврежден.
Чтобы узнать больше
Другие нагрузки
Твердотельные реле также используются для управления другими нагрузками, такими как:
- Силовые трансформаторы
- Электромагниты
- Импульсные источники питания
- Регуляторы
- Инверторы
- Силовые преобразователи
- Источники бесперебойного питания
- Конденсаторы для коррекции коэффициента мощности
- Электромагнитные клапаны
-
2- Отрасли, которые мы поставляем 9Таким образом, 0105
Твердотельные реле используются в различных сферах деятельности.
Продукты питания и напитки
Количество циклов переключения в оборудовании для производства продуктов питания и напитков довольно велико, и надежное решение для переключения, гарантирующее длительный срок службы без обслуживания, может быть обеспечено только твердотельными реле.
Кроме того, для производства продуктов питания и напитков требуются компоненты, способные работать в суровых условиях и окружающей среде.
Твердотельные редукторы Celduc используются в кофейных и торговых автоматах, нагревательном и кулинарном оборудовании, системах охлаждения и охлаждения, кулинарном оборудовании …
Чтобы узнать больше…
Железнодорожная промышленность
Твердотельные реле Celduc обеспечивают долговременную надежность и безопасную передачу сигнала даже в самых сложных промышленных условиях, например, на железной дороге. Celduc уже много лет является надежным и опытным партнером в железнодорожной отрасли.
В этом сегменте рынка наши твердотельные реле используются для:
- HVAC (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха)
- Высоковольтное отопление пола
- Компрессоры для гидравлического или пневматического торможения
- Компрессор для смазки колес
- Точка переключения обогрева
- Железнодорожная сигнализация
Чтобы узнать больше…
Производство пластмасс
Пластмассы и процессы их переработки всегда были одним из наших основных секторов.
Разработка новых продуктов, а также врожденный подход к обслуживанию клиентов сделали celduc лидером на глобальном и постоянно растущем конкурентном рынке.
При обработке пластмасс точный контроль температуры необходим для определения качества конечного продукта. Благодаря нашим встроенным тиристорам, соединенным встречно-параллельно, и технологии TMS² (медная подложка с прямым соединением) твердотельные реле celduc relais представляют собой чрезвычайно надежное коммутационное решение для производителей оборудования для обработки пластмасс.
Наши твердотельные реле установлены в экструдерах, термопластавтоматах, выдувных машинах, машинах для переработки отходов, 3D-принтерах, сушилках для гранулята, а также осушителях…
Чтобы узнать больше…
Упаковочная промышленность цепочка поставок. Многие отрасли, такие как медицинская и пищевая промышленность, очень зависят от упаковочной промышленности, которая играет очень важную роль и сталкивается со многими проблемами.
celduc® relais является хорошо зарекомендовавшим себя партнером в упаковочной промышленности. Мы предлагаем широкий ассортимент твердотельных реле, отвечающих требованиям этого строго регулируемого рынка. Нам доверяют крупнейшие игроки отрасли.
Чтобы узнать больше…
Медицина и здравоохранение
Твердотельные реле (ТТР) celduc используются во многих медицинских приложениях. Они используются, например, для управления двигателями больничных коек, смотровых столов и реабилитационного оборудования. SSR также широко используются для управления нагревом в стерилизационном оборудовании, устройствах для подогрева крови и инкубаторах.
Чтобы узнать больше…
Электронная промышленность
Электронная промышленность сегодня является одной из крупнейших мировых отраслей. celduc® relais поставляет оборудование для производства фотогальванических элементов, для процесса производства полупроводников и компонентов требуется твердотельное реле для контроля требуемой температуры.
