Enofazni in trifazni enosmerni releji - princip delovanja

Za krmiljenje različne elektronske opreme je potrebna naprava z miniaturnimi dimenzijami in visoko stopnjo zanesljivosti. Takšne naprave vključujejo enosmerne in izmenične polprevodniške releje. Našli so svojo uporabo v domačih in industrijskih pogojih. Rele lahko brez večjih težav sestavite in namestite sami. Edino merilo, ki preprečuje široko distribucijo naprave, je njena cena. Preden uporabite polprevodniški rele, morate razumeti njegove parametre, načelo delovanja in zasnovo.

Princip delovanja

Polprevodniški rele je modularna polprevodniška naprava, ki se uporablja za ustvarjanje in prekinjanje električnih tokokrogov. Predstavljen je v obliki tranzistorjev, triakov, tiristorjev. Polprevodniški releji se imenujejo tudi SSR (solid state relay).

Glavne komponente, ki sestavljajo rele, so:

• vhodno vozlišče;
• varovalke;
• sprožilno vezje;
• izmenjava;
• stikalna enota;
• varnostno vezje;
• izhodno vozlišče.

Večina polprevodniških relejev se uporablja za avtomatizacijo, povezanih z napajalnikom 20-480 V.

Načelo delovanja naprave je preprosto.Telo releja vključuje dva kontakta in dve krmilni žici. Njihovo število se lahko razlikuje glede na faze, ki so bile povezane. Pod vplivom napetosti se glavna obremenitev preklopi.

Pri delu z releji morate upoštevati, da pri visokih napetostih obstaja nevarnost majhnih tokov uhajanja, ki lahko poškodujejo opremo. To je posledica dejstva, da v releju ostane majhen upor.

Znani modeli

Glavne značilnosti so odvisne od številnih dejavnikov. Priljubljeni domači modeli proizvajalcev KIPprbor, Proton, Cosmo vključujejo:

• TM-O. Naprave z vgrajenim "ničelnim" vezjem, skozi katerega poteka fazni prehod.
• TS. Modeli, ki se kadarkoli izklopijo.
• Najbolj priljubljeni in uporabljeni so TMB, TSB, TSM, TMB, TSA. Imajo RC izhodno vezje.
• Тс/ТМ – moč. Tokovi dosežejo vrednosti 25 mA.
• TSA, TMA - uporablja se v občutljivih instrumentih.
• TSB, TMB – nizkonapetostni modeli. Napetost ne presega 30 V.
• TSV, TMV - visoka napetost. Napetost doseže 280 V.

Tuji analogi vključujejo izdelke, ki jih proizvajajo Carlo Gavazzi, Gefran, CPC.

Dekodiranje

Najbolj priljubljeni so modeli SSR, TSR (enofazni in trifazni). Njihov upor je 50 MΩ ali več pri napetosti 500 V.

Oznaka je zapisana kot SSR -40 D A H. SSR ali TSR označuje število faz. 40 – obremenitev v amperih. Črka označuje vhodni signal (L 4-20 mA, D – 3-32 V pri DC, V – spremenljivi upor, A – 80-250 V pri AC). Naslednja črka je vhodna napetost (A - izmenična, D - konstantna). Zadnja črka je območje izhodne napetosti (H - 90-480 V, brez črke - 24-380 V).

Značilnosti dela z napravo

Pri delu s polprevodniškim relejem 220 V (kontrola 220) morate upoštevati naslednja pravila:

• Povezavo je treba izvesti z vijakom. Je precej zanesljiv. Spajkanje delov ni potrebno, zvijanje je prepovedano.
• Pazite, da prah, voda ali kovinski predmeti ne pridejo v stik z relejem. Privedejo do okvare komponent.
• Ne uporabljajte nesprejemljivih zunanjih sil na ohišje. Sem spadajo razlitje tekočine, udarci, vibracije in padci.
• Med delovanjem se naprave ne dotikajte. Ohišje se segreje, kar lahko povzroči opekline.
• Releja ne nameščajte v bližino vnetljivih predmetov.
• Pred priključitvijo vezja se prepričajte, da so sestavljene povezave pravilne.
• Ko se ohišje segreje nad 60 stopinj, je potrebno dodatno hlajenje z radiatorji.
• Ne dovolite kratkega stika na izhodu.

Ob izpolnjevanju obratovalnih zahtev bo rele svoje delo opravljal zanesljivo in učinkovito celotno navedeno obdobje.

Prednosti in slabosti

Polprevodniški releji imajo v primerjavi z elektromehanskimi primerki številne pozitivne lastnosti. Ti vključujejo:

• Vzdržljivost. Polprevodniška naprava lahko prenese do več deset tisoč vklopov in izklopov.
• Ustvari se visokokakovostna povezava.
• Pravilna kontrola obremenitve.
• Visoka zmogljivost.
• Brez elektromagnetnih motenj v zaprtem omrežju.
• Hitra odzivnost.
• Tiho delovanje.
• Miniaturne velikosti.
• Brez odboja kontakta.
• Visoka zmogljivost.
• Možnost gladkega prehoda med DC in AC omrežjem. Odvisno od moči in vrste naprave.
• Širok spekter uporabe.
• Zdrži preobremenitve 2000.
• Zaščita pred nenadnimi in velikimi sunki napetosti in toka.

Obstajajo tudi številne pomanjkljivosti, zaradi katerih je uporaba elektromehanskega releja lahko bolj donosna. Prvič, to so visoki stroški izdelka in težave pri nakupu. Polprevodniške releje lahko kupite samo v strokovni specializirani trgovini z elektronskimi komponentami. Težave se pojavijo tudi med primarnim preklopom - lahko se pojavijo visoki tokovni sunki. Mikrotokovi, ki nastanejo med delovanjem, prav tako negativno vplivajo na rele.

Za delovanje naprave veljajo tudi operativne zahteve - prostor mora imeti normalno raven prahu in vlažnosti. Optimalne vrednosti najdete v dokumentaciji releja.

Polprevodniški releji ne morejo upravljati naprav, katerih napetost presega 0,5 kV. Povečanje priporočenih vrednosti lahko povzroči taljenje kontaktov.

Aplikacije

Kljub visoki ceni se polprevodniški releji aktivno uporabljajo na različnih področjih. Uspešno se spopadajo z naslednjimi nalogami:

• Regulacija temperature z grelnim elementom.
• Vzdrževanje zahtevane temperature v tehnoloških procesih.
• Preklopna krmilna vezja.
• Zamenjava brezkontaktnih zaganjalnikov.
• Krmiljenje elektromotorjev.
• Nadzor ogrevanja transformatorja.
• Prilagoditev ravni osvetlitve ozadja.

V vsakem primeru se uporablja posebna vrsta releja.

Razvrstitev polprevodniških relejev

Polprevodniške polprevodniške releje lahko razvrstimo glede na različne indikatorje. Glede na značilnosti krmilne in preklopne napetosti ločimo:

• Polprevodniški enosmerni releji. Uporabljajo se v enosmernih tokokrogih z močjo od 3 do 32 vatov.Odlikujejo jih visoke specifične lastnosti, prisotnost LED indikacije in zanesljivost. Temperaturno območje delovanja je precej široko in se giblje od -30 do +70 stopinj.
• AC rele. Odlikuje jih nizka stopnja elektromagnetnih motenj, odsotnost hrupa in nizka poraba energije. Razpon delovne moči je od 90 do 250 W.
• Ročni rele. S pomočjo takšnih naprav lahko samostojno regulirate način delovanja.

Glede na vrsto napetosti ločimo enofazne in trifazne releje. Enofazne naprave se uporabljajo v omrežjih s tokom od 100 do 120 A ali od 100 do 500 A. V njih se krmiljenje izvaja s sprejemom analognega signala in spremenljivega upora. Trifazni releji se uporabljajo za preklop treh faz hkrati. Trenutna moč je 10-120 A. Trifazni modeli trajajo dlje kot enofazni.

Ločena skupina trifaznih polprevodniških relejev vključuje reverzibilne naprave. Odlikujejo jih oznake in brezkontaktna povezava. Glavna funkcija je zanesljivo preklapljanje vsakega tokokroga posebej. Ščitijo vezje pred lažnimi alarmi. Glavna uporaba je v asinhronih motorjih. Za delo z relejem je potrebno namestiti varovalko ali varistor.

Glede na način preklopa so releji razvrščeni na naslednji način:

• naprave kapacitivnega ali reduktivnega tipa, pa tudi naprave šibke indukcije;
• z naključno ali takojšnjo aktivacijo;
• s faznim nadzorom.

Po zasnovi lahko ločimo modele, ki so nameščeni na DIN tirnici in na posebnem traku prehodnega tipa.

Nasveti za izbiro

Polprevodniške releje lahko kupite samo v specializirani trgovini z elektroniko. Izkušeni strokovnjaki vam bodo pomagali izbrati najboljšo napravo za določene namene. Na stroške izdelka vplivajo naslednji dejavniki:

• tip releja;
• prisotnost zaklepnih mehanizmov;
• material telesa;
• pravočasno;
• proizvajalec in država proizvodnje;
• moč;
• potrebna energija;
• dimenzije.

Pri nakupu je pomembno upoštevati, da mora biti rezerva moči večkrat večja od delovne. To bo zaščitilo rele pred poškodbami. Dodatno se uporabljajo tudi posebne varovalke. Najbolj zanesljivi vključujejo:

• G R – uporablja se v širokem razponu obremenitev, za katere je značilna visoka zmogljivost.
• G S – deluje v celotnem tokovnem območju. Zanesljivo zaščitite napravo pred prekomerno obremenitvijo električnega omrežja.
• A R – zaščitite komponente polprevodniške naprave pred kratkimi stiki.

Takšne naprave zagotavljajo visoko zaščito pred okvarami. Njihov strošek je primerljiv s ceno samega releja. Varovalke razredov B, C, D imajo nižje zaščitne lastnosti in s tem nižje stroške.

Za zanesljivo in stabilno delovanje releja morate izbrati hladilni radiator. To še posebej velja, ko temperature presežejo 60 stopinj. Trenutna rezerva za običajni rele mora presegati delovne tokove za 3-4 krat. Pri delu z asinhronimi motorji se mora ta številka povečati na 8-9 krat.

Sheme povezav

Obstaja več načinov povezovanja polprevodniških polprevodnikov. Odvisne so od značilnosti priključenega bremena. Poleg tega je mogoče v vezje vključiti različne krmilne elemente.

Najpogosteje uporabljene sheme vključujejo:

• Normalno odprto. Obremenitev je pod napetostjo, ko je prisoten krmilni signal.
• Normalno zaprto. Obremenitev je pod napetostjo, če ni krmilnega signala.
• Krmilna in bremenska napetost sta enaki. Uporablja se za delovanje v omrežjih DC in AC.
• Trifazni. Lahko se poveže na različne načine - "zvezda", "trikotnik", zvezda z nevtralnim."
• Reverzibilen. Vrsta trifaznega releja. Vključuje 2 krmilna kroga.

Preden sestavite diagram, ga morate narisati na papir.

Povezava z omrežjem se izvede prek zaganjalnikov ali kontaktov. Pri uporabi trifaznega releja morajo biti vse 3 faze priključene na ustrezne sponke na vrhu naprave. Zgornji fazni kontakti so označeni s črkami A, B C, nič - N.

Naprava ima tudi spodnje priključke, označene s številkami 1, 2, 3. Povezani so po naslednjem algoritmu:

• 1 – na izhod tuljave v kontaktorju.
• 3 – na katero koli fazo, ki obide rele.
• 2 – na nič omrežja.

Močnostni elementi so povezani na naslednji način: faze pod napetostjo morajo biti priključene na ustrezne sponke na kontaktorju; tovorni vodniki - do izhoda kontaktorja; Ničle so združene na skupnem vodilu v razdelilni omarici.

Nastavitev releja bo obravnavana na primeru VP 380 A:

• Povežite napravo z omrežjem.
• Poglejte zaslon. Če ni napetosti, utripajo številke. Pojav črtic pomeni spremembo zaporedja faz ali odsotnost enega od njih.

V normalnem stanju električnega omrežja se morata po približno 15 sekundah kontakta 1 in 3 zapreti, kar napaja tuljavo in omrežje.

Če povezava ni pravilno vzpostavljena, bo zaslon utripal. Nato morate preveriti njegovo pravilnost. Z gumbi na ohišju lahko nastavite potrebne nastavitve. Gumbi s trikotniki so odgovorni za nastavitev zahtevanih omejitev.