- Dispozitiv releu de stare solidă
- Principiul de funcționare TTR
- Clasificarea releelor de stat solid
- Avantajele și dezavantajele TTR
- Posibile diagrame de conexiuni
- Aplicarea practică a dispozitivelor
- Concluzii și video util pe această temă
Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!
Inițiatorii și contactorii clasici devin treptat un lucru din trecut. Locul lor în electronica auto, electrocasnice și automatizări industriale este un releu solid - un dispozitiv semiconductor, în care nu există părți în mișcare.
Dispozitivele au diferite modele și diagrame de conexiuni care depind de domeniul lor de aplicare. Înainte de a utiliza dispozitivul, este necesar să înțelegeți principiul său de funcționare, să aflați caracteristicile funcționării și conectării diferitelor tipuri de relee. Răspunsurile la întrebările indicate sunt detaliate în articolul prezentat.
Dispozitiv releu de stare solidă
Releele solide moderne (TTR) sunt dispozitive semiconductoare modulare care sunt comutatoare electrice.
Nodurile cheie de lucru ale acestor dispozitive sunt reprezentate de triacuri, tiristoare sau tranzistoare. TTR-urile nu au componente în mișcare și diferă de releele electromecanice.
Dimensiunea unui releu de stare solidă depinde în mare măsură de sarcina maximă admisibilă și de capacitatea de a înlătura căldura prin transferul de căldură și prin convecție (+).
Structura internă a acestor dispozitive poate varia foarte mult în funcție de tipul încărcării reglate și de circuitul electric.
Cele mai simple relee de stare solidă includ astfel de noduri:
- nod de intrare cu siguranțe;
- lanțul de declanșare;
- izolare optică (galvanică);
- nod de comutare;
- lanțuri de protecție;
- unitatea de ieșire la încărcătură.
Nodul de intrare TTP este un circuit primar cu rezistor conectat în serie. O siguranță este integrată opțional în acest circuit. Sarcina nodului de intrare este adoptarea unui semnal de control și transferul unei comenzi către comutatoarele care comută sarcina.
La curent alternativ, izolarea galvanică este utilizată pentru a separa circuitele de comandă și principalele circuite. De la dispozitivul său depinde în mare măsură de principiul releului. Circuitul de declanșare responsabil pentru procesarea semnalului de intrare poate fi inclus în nodul de izolare optică sau localizat separat.
Nodul de protecție previne apariția supraîncărcărilor și erorilor, deoarece în caz de defectare a dispozitivului, echipamentul conectat poate fi de asemenea deteriorat.
Scopul principal al releelor solide este închiderea / deschiderea rețelei electrice cu un semnal de control slab. Spre deosebire de analogii electromecanici, ele au o formă mai compactă și nu produc clicuri caracteristice în procesul de operare.
Principiul de funcționare TTR
Funcționarea releului de stare solidă este destul de simplă. Majoritatea TTR-urilor sunt destinate să controleze automatizarea în rețelele de 20-480 V.
Izolarea optică vă permite să creați semnale de gestionare a puterii minime, ceea ce este esențial pentru senzorii care funcționează din surse de alimentare independente (+)
În versiunea clasică, două contacte ale circuitului de comutare și două fire de comandă sunt incluse în carcasa instrumentului. Numărul acestora se poate modifica odată cu creșterea numărului de faze conectate. În funcție de prezența tensiunii în circuitul de comandă, sarcina principală este pornită sau oprită de elementele semiconductoare.
O caracteristică a releelor de stare solidă este prezența rezistenței finite. Dacă contactele în dispozitivele electromecanice sunt complet deconectate, atunci în stare solidă absența curentului în circuit este asigurată de proprietățile materialelor semiconductoare.
Prin urmare, la tensiuni mai mari, pot apărea mici curenți de scurgere, care pot afecta negativ funcționarea echipamentului conectat.
Clasificarea releelor de stat solid
Aplicațiile releului sunt variate, prin urmare, caracteristicile lor de proiectare pot varia foarte mult, în funcție de necesitățile unui anumit circuit automat. TTR este clasificat în funcție de numărul de faze conectate, de tipul curentului de funcționare, de caracteristicile de proiectare și de tipul circuitului de comandă.
Prin numărul de faze conectate
Releele solid-state sunt utilizate atât ca aparate de uz casnic, cât și în automatizări industriale cu o tensiune de lucru de 380 V.
Prin urmare, aceste dispozitive semiconductoare, în funcție de numărul de faze, sunt împărțite în:
- o singură fază;
- trei faze.
TTR-urile monofazate permit lucrul cu curenți de 10-100 sau 100-500 A. Controlul acestora este efectuat folosind un semnal analogic.
Se recomandă conectarea firelor de diferite culori la releul trifazat, astfel încât la instalarea echipamentului este posibilă conectarea corectă
Releele cu semiconductor trifazat sunt capabile să treacă curentul în intervalul 10-120 A. Dispozitivul lor presupune un principiu de funcționare reversibil, care asigură o reglare fiabilă a mai multor circuite electrice simultan.
În mod frecvent, TTR trifazat sunt utilizate pentru a asigura funcționarea unui motor asincron. Circuitul său electric de comandă include în mod necesar siguranțe rapide datorită curenților mari de aprindere.
După tipul curentului de funcționare
Solid-state releele nu pot fi configurate sau reprogramate, astfel încât acestea să poată funcționa în mod normal numai cu o anumită gamă de parametri electrici ai rețelei.
În funcție de necesitățile TTP pot fi controlate de circuite cu două tipuri de curent:
- DC;
- variabile.
În mod similar, TTR poate fi clasificat în funcție de tipul de tensiune de sarcină activă. Cele mai multe relee din aparatele de uz casnic funcționează cu parametri variabili.
DC nu este folosit ca sursă principală de energie electrică în orice țară din lume, deci releele de acest tip au un domeniu îngust
Dispozitivele cu curent continuu de control sunt caracterizate de fiabilitate ridicată și folosesc reglajul de 3-32 V. Rezistă la o gamă largă de temperaturi (-30 .. + 70 ° C) fără modificări semnificative ale caracteristicilor.
Releele, reglate de curent alternativ, au o tensiune de control de 3-32 V sau 70-280 V. Acestea se caracterizează prin interferențe electromagnetice scăzute și viteză mare de funcționare.
Prin caracteristicile de design
Releele de stare solidă sunt adesea instalate în panoul electric general al apartamentului, astfel încât multe modele au un bloc de montare pentru montarea pe o șină DIN.
În plus, există radiatoare speciale între TTR și suprafața de susținere. Acestea vă permit să răciți dispozitivul sub încărcături mari, menținând în același timp performanța acestuia.
Releul este montat pe șina DIN, în special printr-o consola specială, care are o funcție suplimentară - îndepărtează căldura excesivă în timpul funcționării dispozitivului
Între releu și radiator se recomandă aplicarea unui strat de pastă termică, care mărește zona de contact și crește transferul de căldură. Există, de asemenea, TTR, destinat fixării pe perete cu șuruburi obișnuite.
După tipul de schemă de control
Nu întotdeauna principiul funcționării unei tehnologii releu reglabile necesită operarea imediată.
Prin urmare, producătorii au dezvoltat mai multe scheme de control TTR care sunt utilizate în diverse domenii:
- Controlați "prin zero" . Această variantă de comandă a unui releu de stare solidă presupune funcționarea numai la o valoare de tensiune de 0. Este utilizată în dispozitive cu sarcini capacitive, rezistive (încălzitoare) și sarcinii slabe (transformatoare).
- Instant . Se utilizează atunci când este necesar un releu ascuțit când se aplică un semnal de comandă.
- Faza . Aceasta implică reglarea tensiunii de ieșire prin modificarea parametrilor curentului de comandă. Se utilizează pentru a schimba fără probleme gradul de încălzire sau iluminare.
Solid-state relee diferă în rândul altor parametri mai puțin semnificativi. Prin urmare, atunci când achiziționați TTR, este important să înțelegeți schema de lucru a echipamentului conectat pentru a obține cel mai potrivit dispozitiv de ajustare.
Trebuie să existe o rezervă de putere, deoarece releul are o resursă operațională, care este consumată rapid în timpul suprasarcinilor frecvente.
Avantajele și dezavantajele TTR
Solid-state releele, din motive întemeiate, înlocuiesc actuatoarele și contactorii convenționali de pe piață. Aceste dispozitive cu semiconductor au multe avantaje față de omologii electromecanici care îi obligă pe consumatori să oprească alegerea acestora.
Releul pentru microcircuite are dimensiuni compacte și este puternic limitat de curentul maxim admis. Ele sunt fixate în principal prin lipirea unor picioare speciale
Aceste avantaje includ:
- Consum redus de energie (cu 90% mai puțin).
- Dimensiuni compacte care permit montarea dispozitivelor într-un spațiu închis.
- Porniri și opriri de mare viteză
- Funcționare cu zgomot redus, fără clicuri caracteristice unui releu electromecanic.
- Nu se așteaptă întreținere.
- Durată lungă de viață datorită unei resurse de sute de milioane de pozitive.
- Datorită posibilităților largi de modificare a componentelor electronice, TTR au extins zonele de aplicare.
- Nu există interferențe electromagnetice atunci când sunt declanșate.
- Deteriorarea contactelor datorită șocului lor mecanic este exclusă.
- Nu există un contact fizic direct între circuitele de comandă și de comutare.
- Abilitatea de a controla sarcina.
- Prezența circuitelor automate TTR cu impulsuri care protejează împotriva supraîncărcării.
- Posibilitatea utilizării în medii explozive.
Aceste avantaje ale releelor solide nu sunt întotdeauna suficiente pentru funcționarea normală a echipamentului. De aceea nu au înlocuit complet contactorii electromecanici.
Pentru funcționarea stabilă a releelor puternice solide, este importantă o îndepărtare eficientă a căldurii, deoarece la temperaturi ridicate tensiunea de sarcină este distorsionată (+)
TTR au, de asemenea, dezavantaje care le împiedică să fie utilizate în multe cazuri.
Prin contra includ:
- Incapacitatea majorității dispozitivelor de a funcționa cu tensiuni mai mari de 0, 5 kV.
- Cost ridicat
- Sensibilitate la curenții mari, în special la circuitele de pornire a motorului.
- Restricții privind utilizarea în condiții de umiditate ridicată.
- Scădere critică a performanței la temperaturi sub 30 ° C și peste 70 ° C.
- Cazul compact duce la încălzirea excesivă a dispozitivului la încărcări foarte mari, ceea ce necesită utilizarea unor dispozitive speciale de răcire pasivă sau activă.
- Posibilitatea de topire a dispozitivului de încălzire în timpul unui scurtcircuit.
- Microcurgerile în starea închisă a releului pot fi critice pentru funcționarea echipamentului. De exemplu, lămpile fluorescente în rețea pot clipi intermitent.
Astfel, releele de stare solidă au aplicații specifice. În circuitele cu echipamente industriale de înaltă tensiune, utilizarea lor este foarte limitată datorită proprietăților fizice imperfecte ale materialelor semiconductoare.
Cu toate acestea, în aparatele de uz casnic și în industria automobilelor, TTP ocupă o poziție puternică datorită proprietăților sale pozitive.
Posibile diagrame de conexiuni
Schemele de conectare pentru releele de tip solid-state pot fi foarte diverse. Fiecare circuit electric este construit pe baza caracteristicilor sarcinii conectate. Siguranțele suplimentare, controlorii și dispozitivele de comandă pot fi adăugate la circuit.
Datorită faptului că circuitul de comandă și încărcătura din dispozitiv nu se suprapun, caracteristicile electrice ale acestora pot diferi în orice parametri (+)
În continuare vor fi prezentate cele mai simple și comune scheme de conectare TTR:
- normal deschis;
- cu contur conectat;
- în mod normal închis;
- trei faze;
- reversibile.
În mod normal, releu deschis (deschis), în care sarcina este alimentată în prezența unui semnal de comandă. Asta înseamnă că echipamentul conectat este în stare deconectată, cu intrare 3 și 4 deconectate.
Înainte de a cumpăra un releu, este necesar să se determine tipul de stare inițială (închisă sau deschisă) pentru a asigura funcționarea corectă a echipamentului conectat (+)
Circuitul normal închis - implică un releu, sarcina în care este alimentat fără semnal de comandă. Asta înseamnă că echipamentul conectat este în stare de funcționare cu intrările 3 și 4 dezactivate.
Există un circuit de conectare pentru un releu de stare solidă în care tensiunea de comandă și sarcina sunt aceleași. Această metodă poate fi utilizată simultan pentru operarea în rețele DC și AC.
Releele trifazice sunt conectate în mai multe moduri diferite. Persoanele de contact pot fi conectate în opțiuni de tip Star, Triangle sau Star cu opțiuni neutre.
Alegerea schemei de racordare în trei faze depinde în mare măsură de particularitățile echipamentului conectat la acesta ca sarcină.
Releele de tip solid-state inversate sunt utilizate în motoarele electrice în modul corespunzător. Acestea sunt fabricate într-o versiune în trei faze și includ două bucle de control.
Dacă releul este important pentru a respecta polaritatea contactelor, atunci eticheta va indica întotdeauna unde să se conecteze faza și zero
Este necesar să se colecteze circuite electrice cu TTR numai după desenul preliminar pe hârtie, deoarece dispozitivele conectate incorect pot eșua din cauza unui scurtcircuit.
Aplicarea practică a dispozitivelor
Utilizarea releelor de stare solidă este destul de extinsă. Datorită înaltei lor fiabilități și lipsei de nevoie de întreținere regulată, acestea sunt adesea instalate în locuri greu accesibile ale echipamentelor.
În multe relee, cablarea circuitului de comandă necesită respectarea polarității, care trebuie avută în vedere în procesul de instalare a echipamentului
Principalele domenii de aplicare a TTR sunt:
- sistem de termoreglare cu utilizarea elementelor de încălzire;
- menținerea unei temperaturi stabile în procesele tehnologice;
- controlul transformatoarelor;
- controlul iluminatului;
- scheme de senzori de mișcare, iluminat, senzori foto pentru iluminatul stradal etc .;
- controlul motorului;
- surse de alimentare neîntreruptibile.
Odată cu creșterea automatizării aparatelor de uz casnic, releele de stare solidă devin tot mai frecvente, iar dezvoltarea tehnologiilor semiconductoare descoperă în mod constant noi domenii ale aplicării lor.
Dacă doriți, puteți asambla un releu solid cu propriile mâini. Instrucțiuni detaliate sunt prezentate în acest articol.
Concluzii și video util pe această temă
Videoclipurile prezentate vor contribui la o mai bună înțelegere a funcționării releelor de stare solidă și la familiarizarea cu metodele de conectare a acestora.
Demonstrarea practică a funcționării celui mai simplu releu solid:
Analiza tipurilor și a caracteristicilor releelor solide:
Testarea muncii și gradul de încălzire a TTR:
Aproape fiecare persoană poate monta un circuit electric dintr-un releu solid și un senzor.
Cu toate acestea, planificarea unei scheme de lucru necesită o cunoaștere de bază a ingineriei electrice, deoarece conexiunea necorespunzătoare poate provoca șocuri electrice sau scurtcircuit. Dar, ca urmare a acțiunilor corecte, puteți obține o mulțime de aparate de uz casnic utili.
Există ceva de adăugat sau aveți întrebări legate de conectarea și utilizarea releelor de tip solid-state? Puteți lăsa comentarii cu privire la publicație, puteți participa la discuții și puteți împărtăși propria experiență în utilizarea acestor dispozitive. Formularul de comunicare se află în blocul inferior.