Еднофазни и трифазни DC релета - принцип на действие

За управление на различно електронно оборудване се изисква устройство, което се характеризира с миниатюрни размери и висока степен на надеждност. Тези устройства включват AC и DC полупроводникови релета. Те са намерили своето приложение в битова и индустриална среда. Релето може да бъде сглобено и инсталирано самостоятелно със собствени ръце без особени затруднения. Единственият критерий, предотвратяващ широкото приемане на устройството, е неговата цена. Преди да използвате полупроводниково реле, трябва да разберете неговите параметри, принцип на работа, дизайн.

Принцип на действие

Твърдото реле е модулно полупроводниково устройство, използвано за отваряне и затваряне на електрически мрежи. Представен е под формата на транзистори, симистори, тиристори. Полупроводниковите релета се наричат ​​още SSR (полупроводникови релета).

Основните компоненти, които изграждат релето:

• възел за въвеждане;
• верижни прекъсвачи;
• задействаща верига;
• развръзка;
• превключващ блок;
• защитна верига;
• изходен възел.

Повечето полупроводникови релета се използват за автоматизация, свързана към електрическа мрежа от 20-480 волта.

Принципът на работа на устройството е прост. Корпусът на релето съдържа два контакта и два контролни проводника. Техният брой може да варира в зависимост от фазите, които са били свързани. Под въздействието на напрежението основният товар се превключва.

Когато работите с реле, трябва да се има предвид, че при високи напрежения съществува риск от малки течове, които могат да навредят на оборудването. Това е така, защото в релето остава малко съпротивление.

Забележителни модели

Основните характеристики зависят от много фактори. Популярните местни модели, произведени от KIPprbor, Proton, Cosmo, включват:

• TM-O. Устройства с вградена "нулева" верига, през която преминава фазов преход.
• TS. Модели, които се изключват по всяко време.
• Най-популярните и използвани са TMV, TSB, TSM, TMB, TSA. Те имат RC изходна верига.
• TC / TM - мощност. Токовете достигат стойности от 25 mA.
• TCA, TMA - използва се в чувствителни устройства.
• TSB, TMB - модели с ниско напрежение. Напрежението не надвишава 30 V.
• TSV, TMV - високо напрежение. Напрежението достига 280 V.

Чуждестранните аналози включват продукти, произведени от Carlo Gavazzi, Gefran, CPC.

Декодиране

Моделите SSR, TSR (еднофазни и трифазни съответно) са най-популярни. Тяхното съпротивление е 50 Mohm или повече при напрежение 500 V.

Обозначението е написано като SSR -40 D A H. SSR или TSR показва броя на фазите. 40 - товар в ампери. Буквата обозначава сигнала на входа (L 4-20 mA, D - 3-32 V при постоянен ток, V - променливо съпротивление, A - 80-250 V при променлив ток). Следващата буква е входното напрежение (A - AC, D - DC). Последната буква е диапазонът на изходното напрежение (N - 90-480 V, без буква - 24-380 V).

Характеристики на работа с устройството

Когато работите с 220v полупроводниково реле (220v управление), трябва да се придържате към следните правила:

• Връзката трябва да се завинтва. Това е доста надеждно. Появането на части не е необходимо, усукването е забранено.
• Не позволявайте прах, вода и метални предмети да влизат в релето. Те водят до повреда на компонента.
• Не прилагайте неприемливи външни влияния върху корпуса.Те включват наводняване с течност, удари, вибрации, падания.
• Не докосвайте устройството по време на работа. Шкафът се загрява и може да изгори човек.
• Не инсталирайте релето в близост до запалими предмети.
• Преди да свържете веригата, уверете се, че сглобените връзки са правилни.
• Когато корпусът се нагрява над 60 градуса, се изисква допълнително охлаждане с помощта на радиатори.
• На изхода не трябва да се допуска късо съединение.

При спазване на изискванията за работа релето ще изпълнява работата си надеждно и ефективно за целия деклариран период.

Предимства и недостатъци

Релетата в твърдо състояние имат редица положителни качества спрямо техните електромеханични аналози. Те включват:

• Устойчивост. Полупроводниково устройство може да издържа на десетки хиляди цикли на включване и изключване.
• Създава се висококачествена връзка.
• Компетентен контрол на натоварването.
• Висока производителност.
• Липса на електромагнитни смущения в затворена мрежа.
• Бърз отговор.
• Тиха работа.
• Миниатюрни размери.
• Без отскачане на контакт.
• Висока производителност.
• Възможност за плавен преход между AC и DC мрежи. Зависи от мощността и вида на устройството.
• Широка гама от приложения.
• Издържа на претоварвания през 2000г.
• Защита срещу внезапни и големи скокове на напрежение и ток.

Съществуват и редица недостатъци, поради които електромеханичното реле може да бъде по-изгодно при приложение. На първо място, това е високата цена на продукта и сложността на закупуването му. Полупроводниковите релета се предлагат само от професионален магазин за електроника. Трудности възникват и по време на първично превключване - могат да се появят високи токови пренапрежения. Микротоковете, възникващи по време на работа, също влияят отрицателно на релето.

Експлоатационни изисквания се налагат и върху работата на устройството - помещението трябва да има нормално ниво на прах и влажност. Оптималните стойности могат да бъдат намерени в документацията за релето.

Полупроводниковите релета не могат да работят с устройства, чието напрежение надвишава 0,5 kV. Увеличаването на препоръчителните стойности може да доведе до стопяване на контактите.

Области на употреба

Въпреки високата цена, твърдотелните релета се използват активно в различни области. Те успешно се справят със следните задачи:

• Контрол на температурата с нагревателен елемент.
• Поддържане на правилната температура в технологичните процеси.
• Превключване на вериги за управление.
• Подмяна на безконтактни стартери.
• Управление на електродвигателя.
• Управление на отоплението на трансформатори.
• Контрол на нивото на подсветката.

Във всеки случай се използва определен тип реле.

Класификация на твърдотелни релета

Твърдотелните релета могат да бъдат класифицирани по различни начини. Според характеристиките на управляващото и превключващото напрежение има:

• DC твърдотелни релета. Те се използват в постоянни електрически вериги с мощност от 3 до 32 вата. Те се отличават с високи специфични характеристики, наличие на LED индикация и надеждност. Диапазонът на работната температура е достатъчно широк и варира от -30 до +70 градуса.
• AC реле. Те се отличават с ниско ниво на електромагнитни смущения, без шум и ниска консумация на енергия. Диапазонът на работната мощност е от 90 до 250 W.
• Ръчно реле. С помощта на такива устройства можете самостоятелно да регулирате режима на работа.

Според вида на напрежението се разграничават еднофазни и трифазни релета. Еднофазни устройства се използват в мрежи с ток от 100 до 120 A или от 100 до 500 A. Те се управляват чрез получаване на аналогов сигнал и променлив резистор. Трифазни релета се използват за едновременно включване на три фази. Сила на тока 10-120 А. Трифазните модели издържат по-дълго от еднофазните.

Обратимите устройства се обособяват в отделна група трифазни полупроводникови релета. Те се отличават с маркиране и безконтактно свързване. Основната функция е надеждно превключване на всяка верига поотделно. Те предпазват веригата от фалшиви положителни резултати. Основното приложение се намира в асинхронните двигатели. За да работите с релето, трябва да инсталирате предпазител или варистор.

Релетата се класифицират според метода на превключване:

• капацитивни или редуктивни устройства, както и устройства с ниска индукция;
• с произволно или моментално задействане;
• с фазов контрол.

По дизайн е възможно да се разграничат модели, които са монтирани на релса и на специална преходна лента.

Съвети за подбор

Полупроводниковите релета могат да бъдат закупени само от специализиран магазин за електроника. Опитни специалисти ще ви помогнат да изберете най-доброто устройство за определена цел. Следните фактори влияят върху цената на продукта:

• тип реле;
• наличието на фиксиращи механизми;
• материал на тялото;
• време за включване;
• производител и държава на произход;
• мощност;
• необходима енергия;
• размери.

Когато купувате, е важно да имате предвид, че трябва да има резерв на мощност няколко пъти по-висок от работния. Това ще спести релето от повреда. Допълнително се използват и специални предпазители. Най-надеждните са:

• G R - използва се при широк диапазон от товари, характеризиращ се с висока скорост.
• G S - работи в целия диапазон от токове. Надеждно защитете устройството от претоварване на електрическата мрежа.
• A R - предпазва компонентите на полупроводниковото устройство от късо съединение.

Такива устройства осигуряват висока защита срещу счупване. Тяхната цена е сравнима с цената на самото реле. Предпазителите от класове B, C, D имат по-ниски защитни свойства и съответно по-ниска цена.

За надеждна и стабилна работа на релето трябва да изберете радиатор за охлаждане. Това е особено вярно, когато температурата се повиши над 60 градуса. Текущият резерв за конвенционално реле трябва да надвишава работните токове с 3-4 пъти. Когато работите с асинхронни двигатели, тази цифра трябва да се увеличи до 8-9 пъти.

Схеми на свързване

Има различни начини за свързване на полупроводници в твърдо състояние. Те зависят от характеристиките на свързания товар. Освен това във веригата могат да бъдат включени различни елементи за управление.

Най-често използваните схеми са:

• Нормално отворен. Товарът се захранва, когато има контролен сигнал.
• Обикновено затворен. Товарът се захранва, когато няма контролен сигнал.
• Управляващото и товарното напрежение са равни. Използва се за работа в AC и DC мрежи.
• Три фази. Той може да бъде свързан по различни начини - „звезда“, „делта“, звезда с неутрален “.
• Обратим. Един вид трифазно реле. Включва 2 контролни бримки.

Преди да сглобите схемата, трябва да я нарисувате на хартия.

Връзката с мрежата се осъществява чрез стартери или контакти. Когато се използва трифазно реле, всички 3 фази трябва да бъдат свързани към съответните клеми в горната част на инструмента. Горните фазови контакти са маркирани с буквите A, B C, нула - N.

Устройството има и долни клеми, маркирани с номера 1, 2, 3. Те са свързани съгласно следния алгоритъм:

• 1 - към изхода на намотката в контактора.
• 3 - за всяка фаза, която заобикаля релето.
• 2 - към нула в мрежата.

Силовите елементи са свързани по следния начин: фазите под напрежение трябва да бъдат свързани към съответните клеми на контактора; товарни проводници - към изхода на контактора; нулите се комбинират на обща шина в разпределителната кутия.

Настройката на релето ще бъде разгледана на примера на VP 380 A:

• Свържете устройството към мрежата.
• Погледнете дисплея. При липса на напрежение номерата ще мигат. Появата на тирета сигнализира за промяна във фазовата последователност или отсъствие на една от тях.

В нормално състояние на мрежата, след около 15 секунди, контакти 1 и 3 трябва да се затворят, подавайки захранване към бобината и към мрежата.

Ако връзката не е правилна, екранът ще мига. След това трябва да проверите правилността му. Можете да зададете необходимите настройки, като използвате бутоните на кутията. Бутоните с триъгълници са отговорни за задаването на желаните граници.