Jednofázová a třífázová stejnosměrná relé - princip činnosti

K ovládání různých elektronických zařízení je zapotřebí zařízení, které se vyznačuje miniaturními rozměry a vysokou mírou spolehlivosti. Mezi tato zařízení patří polovodičová relé AC a DC. Našli své uplatnění v domácím a průmyslovém prostředí. Relé lze bez větších potíží samostatně sestavit a nainstalovat vlastními rukama. Jediným kritériem bránícím širokému přijetí zařízení je jeho cena. Před použitím polovodičového relé musíte pochopit jeho parametry, provozní princip, design.

Princip činnosti

Polovodičové relé je modulární polovodičové zařízení používané k otevírání a zavírání elektrických sítí. Je prezentován ve formě tranzistorů, triaků, tyristorů. Polovodičová relé se také nazývají SSR (polovodičová relé).

Hlavní součásti, které tvoří relé:

• vstupní uzel;
• jističe;
• spouštěcí obvod;
• rozuzlení;
• spínací jednotka;
• ochranný obvod;
• výstupní uzel.

Většina polovodičových relé se používá pro automatizaci připojenou k 20-480 voltové energetické síti.

Princip fungování zařízení je jednoduchý. Pouzdro relé obsahuje dva kontakty a dva ovládací vodiče. Jejich počet se může lišit v závislosti na připojených fázích. Pod vlivem napětí se přepne hlavní zátěž.

Při práci s relé je třeba mít na paměti, že při vysokém napětí hrozí malé svodové proudy, které mohou poškodit zařízení. Je to proto, že v relé zůstává malý odpor.

Pozoruhodné modely

Hlavní charakteristiky závisí na mnoha faktorech. Mezi oblíbené domácí modely vyráběné firmami KIPprbor, Proton, Cosmo patří:

• TM-O. Zařízení s integrovaným „nulovým“ obvodem, kterým prochází fázový přechod.
• TS. Modely, které se kdykoli vypnou.
• Nejoblíbenější a nejpoužívanější jsou TMV, TSB, TSM, TMB, TSA. Mají výstupní obvod RC.
• TC / TM - výkon. Proudy dosahují hodnot 25 mA.
• TCA, TMA - používá se v citlivých zařízeních.
• TSB, TMB - nízkonapěťové modely. Napětí nepřesahuje 30 V.
• TSV, TMV - vysoké napětí. Napětí dosahuje 280 V.

Zahraniční protějšky zahrnují výrobky vyrobené společností Carlo Gavazzi, Gefran, CPC.

Dekódování

Nejoblíbenější jsou modely SSR, TSR (jednofázové a třífázové). Jejich odpor je 50 Mohm nebo více při napětí 500 V.

Označení je zapsáno jako SSR -40 D A H. SSR nebo TSR označuje počet fází. 40 - zatížení v ampérech. Písmeno označuje signál na vstupu (L 4-20 mA, D - 3-32 V při stejnosměrném proudu, V - proměnný odpor, A - 80-250 V při střídavém proudu). Dalším písmenem je vstupní napětí (A - AC, D - DC). Poslední písmeno je rozsah výstupního napětí (N - 90-480 V, žádné písmeno - 24-380 V).

Vlastnosti práce se zařízením

Při práci s polovodičovým relé 220 V (ovládání 220 V) musíte dodržovat následující pravidla:

• Připojení musí být přišroubováno. Je to docela spolehlivé. Pájení dílů není nutné, kroucení je zakázáno.
• Zabraňte vniknutí prachu, vody a kovových předmětů do relé. Vedou k poruše součásti.
• Nepoužívejte na skříň nepřijatelné vnější vlivy.Patří mezi ně zaplavení kapalinou, rázy, vibrace, pády.
• Během provozu se nedotýkejte zařízení. Skříň se zahřívá a může popálit osobu.
• Neinstalujte relé v blízkosti hořlavých předmětů.
• Před připojením obvodu se ujistěte, že jsou sestavená připojení správná.
• Pokud je skříň zahřátá na více než 60 stupňů, je nutné další chlazení pomocí radiátorů.
• Na výstupu nesmí být povolen zkrat.

Podle požadavků na provoz bude relé vykonávat svou práci spolehlivě a efektivně po celé deklarované období.

Výhody a nevýhody

Polovodičová relé mají oproti svým elektromechanickým protějškům řadu pozitivních vlastností. Tyto zahrnují:

• Trvanlivost. Polovodičové zařízení vydrží desítky tisíc cyklů zapnutí a vypnutí.
• Vytváří se vysoce kvalitní připojení.
• Kompetentní kontrola zátěže.
• Vysoký výkon.
• Nedostatek elektromagnetického rušení v uzavřené síti.
• Rychlá odpověď.
• Tichý provoz.
• Miniaturní rozměry.
• Žádné odrazení kontaktu.
• Vysoký výkon.
• Možnost plynulého přechodu mezi AC a DC sítěmi. Závisí to na výkonu a typu zařízení.
• Široká škála aplikací.
• Odolává přetížení v roce 2000.
• Ochrana proti náhlým a velkým rázům napětí a proudu.

Existuje také řada nevýhod, díky nimž může být elektromechanické relé v aplikaci výhodnější. Především je to vysoká cena produktu a složitost jeho nákupu. Polovodičová relé jsou k dispozici pouze v profesionálním obchodě s elektronikou. Problémy vznikají také při primárním přepínání - mohou se objevit vysoké proudové rázy. Mikroproudy vznikající během provozu také negativně ovlivňují relé.

Na provoz zařízení jsou kladeny také provozní požadavky - místnost by měla mít normální úroveň prachu a vlhkosti. Optimální hodnoty najdete v dokumentaci k relé.

Polovodičová relé nemohou pracovat se zařízeními, jejichž napětí přesahuje 0,5 kV. Zvýšení doporučených hodnot může vést k roztavení kontaktů.

Oblasti použití

Přes vysokou cenu se polovodičová relé aktivně používají v různých oblastech. Úspěšně zvládají následující úkoly:

• Regulace teploty s topným tělesem.
• Udržování správné teploty v technologických procesech.
• Spínání řídicích obvodů.
• Výměna startérů bezkontaktního typu.
• Ovládání elektromotoru.
• Řízení vytápění transformátorů.
• Ovládání úrovně podsvícení.

V každém případě se používá určitý typ relé.

Klasifikace polovodičových relé

Polovodičová relé lze klasifikovat podle různých kritérií. Podle charakteristik řídicího a spínacího napětí existují:

• DC polovodičová relé. Používají se v obvodech s konstantní elektřinou o výkonu 3 až 32 wattů. Vyznačují se vysokými specifickými vlastnostmi, přítomností LED indikace a spolehlivostí. Rozsah provozních teplot je dostatečně široký a pohybuje se od -30 do +70 stupňů.
• AC relé. Vyznačují se nízkou úrovní elektromagnetického rušení, žádným šumem a nízkou spotřebou energie. Rozsah provozního výkonu je od 90 do 250 W.
• Ruční relé. S pomocí těchto zařízení můžete nezávisle upravit provozní režim.

Podle typu napětí se rozlišují jednofázová a třífázová relé. Jednofázová zařízení se používají v sítích s proudem od 100 do 120 A nebo od 100 do 500 A. Řídí se přijímáním analogového signálu a proměnného odporu. Třífázová relé slouží k současnému zapnutí tří fází. Proud 10–120 A. Třífázové modely vydrží déle než jednofázové.

Reverzibilní zařízení se rozlišují do samostatné skupiny třífázových polovodičových relé. Vyznačují se značením a bezkontaktním připojením. Hlavní funkcí je spolehlivé spínání každého obvodu zvlášť. Chrání obvod před falešnými poplachy. Hlavní použití je v asynchronních motorech. Pro práci s relé musí být nainstalována pojistka nebo varistor.

Relé jsou klasifikovány podle způsobu přepínání:

• kapacitní nebo redukční zařízení i zařízení s nízkou indukcí;
• s náhodným nebo okamžitým spuštěním;
• s fázovým řízením.

Podle návrhu je možné rozlišit modely, které jsou instalovány na DIN lištu a na speciální lištu přechodového typu.

Tipy pro výběr

Polovodičová relé lze zakoupit pouze ve specializovaném obchodě s elektronikou. Zkušení odborníci vám pomohou vybrat nejlepší zařízení pro konkrétní účel. Následující faktory ovlivňují cenu produktu:

• typ relé;
• přítomnost upevňovacích mechanismů;
• materiál těla;
• doba zapnutí;
• výrobce a země původu;
• Napájení;
• požadovaná energie;
• rozměry.

Při nákupu je důležité si uvědomit, že by měla existovat několikanásobně vyšší rezerva výkonu než ta pracovní. Tím ušetříte relé před poškozením. Dodatečně se používají také speciální pojistky. Nejspolehlivější jsou:

• G R - používá se v širokém rozsahu zátěží, které se vyznačují vysokou rychlostí.
• G S - pracují v celém rozsahu proudů. Spolehlivě chraňte zařízení před přetížením sítě.
• A R - chrání součásti polovodičového zařízení před zkraty.

Taková zařízení poskytují vysokou ochranu proti rozbití. Jejich cena je srovnatelná s cenou samotného relé. Pojistky tříd B, C, D mají nižší ochranné vlastnosti a podle toho nižší náklady.

Pro spolehlivý a stabilní provoz relé je třeba zvolit chladič. To platí zejména tehdy, když teplota stoupne nad 60 stupňů. Proudová rezerva pro konvenční relé by měla překročit provozní proudy 3-4krát. Při práci s indukčními motory by se toto číslo mělo zvýšit až 8–9krát.

Schémata připojení

Existuje několik způsobů připojení polovodičů v pevné fázi. Závisí na vlastnostech připojené zátěže. Kromě toho mohou být do obvodu zahrnuty různé ovládací prvky.

Nejběžněji používaná schémata jsou:

• Normálně otevřený. Když je k dispozici řídicí signál, zátěž je napájena.
• Normálně zavřeno. Zátěž je napájena, pokud není k dispozici žádný řídicí signál.
• Řídicí a zátěžové napětí jsou stejné. Používá se pro práci v sítích AC a DC.
• Třífázové. Může být připojen různými způsoby - "hvězda", "delta", hvězda s neutrálem ".
• Reverzibilní Nějaké třífázové relé. Zahrnuje 2 ovládací smyčky.

Před sestavením diagramu je třeba ho nakreslit na papír.

Připojení k síti se provádí pomocí spouštěčů nebo kontaktů. Při použití třífázového relé musí být všechny 3 fáze připojeny k odpovídajícím svorkám v horní části přístroje. Horní fázové kontakty jsou označeny písmeny A, B C, nula - N.

Zařízení má také spodní svorky označené čísly 1, 2, 3. Připojují se podle následujícího algoritmu:

• 1 - na výstup cívky v stykači.
• 3 - pro každou fázi, která obchází relé.
• 2 - do sítě nula.

Výkonové prvky jsou připojeny následovně: živé fáze musí být připojeny k odpovídajícím svorkám stykače; zátěžové vodiče - na výstup stykače; nuly jsou kombinovány na společné sběrnici ve spojovací skříňce.

Nastavení relé bude zváženo na příkladu VP 380 A:

• Připojte zařízení k síti.
• Podívejte se na displej. Při absenci napětí budou čísla blikat. Vzhled pomlček signalizuje změnu sledu fází nebo nepřítomnost jedné z nich.

V normálním stavu sítě by se kontakty 1 a 3 po asi 15 sekundách měly sepnout a dodávat energii do cívky a do sítě.

Pokud připojení není správné, obrazovka začne blikat. Pak musíte zkontrolovat jeho správnost. Potřebná nastavení můžete provést pomocí tlačítek na pouzdru. Za nastavení požadovaných limitů odpovídají tlačítka s trojúhelníky.