Характеристики
Естественно, у каждой фирмы, предлагающей такие приборы, свои параметры и модели. Рассмотрим основные характеристики наиболее популярных из отечественных твердотельных реле (КИПприбор – KIPpribor, Cosmo, Протон):
- ТМ-0 оснащены встроенный схемой «ноль», через которую осуществляется переход фаз;
- ТС могут включаться в любой момент фазы;
- Самые известные – это контроллеры ТМВ, ТСБ, ТСВ (их еще называют ТМА), ТСА, ТМБ. Они выходной RC-цепью и используются для управления в системах потенциального управления;
- ТС/ТМ относятся к силовым. Ток доходит до 25мА;
- ТСА и ТМА имеют основное назначение – специальные чувствительные к перепадам напряжения приборы;
- ТСБ/ТМБ – это низковольтные модели (до 30 В);
- ТСВ/ТМВ – высоковольтные (от 110 до 280В).
Иностранными аналогами являются Carlo Gavazzi, (SSR) Gefran (для инфракрасных активных нагрузок), Finder и CPC (модель SCC).
Основные характеристики TSR-25DA:
| Тип | Переменный, постоянный ток |
| Ток срабатывания | 7.5 мА / 12 VDC |
| Управляющее напряжение | 4 – 32 В |
| Утечка ампер | 12,5 мА при 380 В |
| Время реагирования | 20 мс |
90-280VAC, 25A/240VAC от Crydom:
| Управление | AC |
| Управляющее напряжение, В | 90–280 |
| Напряжение размыкания, В | 10 |
| Выходной каскад | тиристорный |
| Контакты | нр |
| Коммутируемое переменное напряжение, В | 20–280 |
| Максимальный ток нагрузки, А | 25 |
Твердотельное реле SSR–F 10 DA – H SSR:
| Тип | Постоянный ток |
| Срабатывание | 7,5 мА |
| Электрическая прочность изоляции вход/выход | 2,5 кВ |
| Утечка | 15,5 мА при 440 В |
| Реагирование | 15 мс |
Трехфазные реверсивные реле
- Главная
- Реле твердотельное (ТТР / SSR)
- Трехфазные реверсивные реле
Твердотельное реле – полупроводниковый прибор, предназначенный для бесконтактной коммутации цепей постоянного и переменного тока по сигналу управления. Это новый тип бесконтактных электрических реле собранных по современным мировым стандартам и технологиям. Благодаря своим характеристикам твердотельные реле все чаще заменяют электромагнитные реле и контакторы. Твердотельные реле применяются в системах управления нагревом, освещением, электродвигателями, трансформаторами, электромагнитами и т.д.
Особенности реле:
- Длительный срок службы
- Управляющее напряжение 10-30V DC
- Коммутация по 3-м фазам
- Отсутствие дребезга контактов и искрения при переключениях
- Высокое сопротивление изоляции между коммутируемой и управляющей цепью
- Встроенная RC-цепь и защита от одновременного включения
- Светодиодная индикация направления вращения
Расшифровка номенклатуры
- GDH – Вид твердотельного реле
- GDM – однофазные твердотельные реле в корпусе промышленного исполнения (100 – 500А)
- GTH – трехфазные твердотельные реле (10 – 120А)
- GTR – реверсивные твердотельные реле (10 – 40А)
- 40 – рабочий ток 40А (от 10 до 500А)
- 48 – рабочее напряжение 24-480V AC, 38 – 24-380V AC, 23 – 5-220V DC
- ZD3 – тип управляющего сигнала (способ коммутации)
- LA – аналоговый сигнал 4-20мА (фазовое управление)
- VD – аналоговый сигнал 0-10V DC (фазовое управление)
- ZD – управление 10-30V DC (коммутация при переходе через ноль)
- ZD3 – управление 3-32V DC (коммутация при переходе через ноль)
- ZA2 – управление 70-280V AC (коммутация при переходе через ноль)
- DD3 – управление 3-32V DC (коммутация напряжения постоянного тока)
Варианты исполнений
| Выходное напряжение | Управляющее напряжение | Номинальный коммутируемый ток | ||
| 10A | 25A | 40A | ||
| 480V AC “перек. В 0” | 10-30V DC | GTR1048ZD | GTR2548ZD | GTR4048ZD |
Технические характеристики и условия эксплуатации:
| Модификация твердотельного реле | GTRxxxxxZD |
| Коммутируемое напряжение | 48-480V AC 47-63Гц |
| Управляющее напряжение | 10-30V DC |
| Потребляемый ток в цепи управления | ≤40mA |
| Напряжение вкл./выкл. | 8V DC/5V DC |
| Максимальное пиковое напряжение | 1000V AC |
| Максимальный пиковый ток | 10А:100А, 25А:250А, 40:400А в течении 10мс |
| Падение напряжения в цепи нагрузки | ≤1,6V AC |
| Ток утечки (выключенное состояние) | ≤10мА |
| Время переключения | ½ цикла |
| Светодиодная индикация | Зеленый -прямое вращение Красный – обратное вращение |
| Напряжение пробоя | 2500V AC в теч. 1 минуты |
| Сопротивление изоляции | 500МОм при 500V DC |
| Температура окружающей среды | -30…+75°C |
| Относительная влажность | ≤80º (без образования конденсата) |
| Габаритные размеры | 105х74х33мм |
| Способ монтажа | Винтами на монтажную поверхность |
| Масса | ≤450г |
Примечание:
- Реле подбирается с учетом пускового тока двигателя
- Для защиты реле от перенапряжения применяйте варисторы установленные параллельно цепи нагрузки
- Для эффективного отвода тепла обязательно использовать радиаторы (и возможно вентилятор)
- Не переключайте реверс до полной остановки двигателя!
- Для изменения направления вращения используйте 3-позиционный переключатель с фиксацией в среднем положении (стоп)
Схемы подключения:
Внешний вид и габаритные размеры:
Вернутся в раздел: Твердотельные реле / Maxwell твердотельные реле
Как подключить реле
Чтобы самостоятельно подключить реле, необходимо учитывать следующие нюансы:
- соединения крепятся винтовым способом, пайка не используется;
- нельзя допускать попадания внутрь прибора металлической пыли и стружки;
- не допускается контакт корпуса прибора с посторонними предметами;
- нельзя прикасаться к устройству в процессе его работы (можно получить ожог);
- не стоит размещать ТТР вблизи горючих предметов;
- необходимо обязательно проверить схему подключения твердотельного реле ;
- при нагреве корпуса выше +60°С требуется установка радиатора.
Лучшие стабилизаторы напряжения для дома — сравнение популярных моделей
Что такое реле напряжения и для чего оно нужно в квартире
Что такое контактор: назначение, принцип работы, виды, схемы подключения
Что такое импульсное реле — схема подключения для управления освещением
Как сделать реле времени своими руками?
Что такое электромагнитное реле, их виды и принцип работы
Принцип работы и схема подключения теплового реле
Что нужно знать при выборе реле
Так как в режиме работы на элементах полупроводниковых (силовых ключах) происходят электрические потери, это выражается в интенсивном их нагреве. При повышении температуры уменьшается возможность пропускать ток устройством. Конкретное реле может обеспечить заложенные в нем технические параметры при нагреве не более 40 градусов. При 65 градусах резко падает способность коммутации ТТР, и дальнейший нагрев приведет к выходу его из строя. Поэтому, подбирая твердотельное реле под нагрузку, необходимо брать его с запасом по току. А в мощных силовых цепях следует ставить ТТР на радиаторы и устраивать системы принудительного охлаждения.
Также при подключении любой нагрузки в первый момент времени возникают ударные токи, которые в несколько раз, а иногда и на порядок превышают номинальный.
Принцип работы твердотельного реле
Рис. №3. Схема работы с использованием твердотельного реле. В положении выключено, когда на входе наблюдается 0 В, твердотельное реле не дает пройти току через нагрузку. В положение включено, на входе есть напряжение, ток идет через нагрузку.
Основные элементы регулируемой входной цепи переменного напряжения.
- Регулятор тока служит для поддержки неизменного значения тока.
- Двухполупериодный мост и конденсаторы на входе в устройство служат для преобразования сигнала переменного тока в постоянный.
- Встроенный оптрон оптической развязки, на него подается питающее напряжение и через него протекает входной ток.
- Тригерная цепь служит для управления эмиссией света встроенного оптрона, в случае прекращения подачи входного сигнала ток прекратит свое протекание через выход.
- Резисторы, расположенные в схеме последовательно.
В твердотельных реле используется два распространенных типа оптических развязок – семистор и транзистор.
Симистор обладает следующими преимуществами: включение в состав развязки тригерной цепи и ее защищенность от помех. К недостаткам следует отнести дороговизну и необходимость больших величин тока на входе в устройство, необходимого для переключения выхода.
Рис. №4. Схема реле с семистором.
Тиристор — не нуждается в наличии большого значения тока для переключения выхода. Недостаток – нахождение триггерной цепи вне развязки, а значит большее число элементов и слабая защита от помех.
Рис. №5. Схема реле с тиристором.
Рис. №6. Внешний вид и расположение элементов в конструкции твердотельного реле с транзисторным управлением.
Принцип работы твердотельного реле типа SCR полупериодного управления
При прохождении тока через реле исключительно в одном направлении величина мощности снижается почти на 50%. Для предотвращения этого явления используют два параллельно подключенных SCR, расположенные на выходе (катод соединяется анодом другого).
Рис. №7. Схема принципа работы полупериодного управления SCR
Типы коммутирования твердотельных реле
- Управление коммутационными действиями при переходе тока через ноль.
Рис. №8. Коммутация реле при переходе тока через ноль.
Используется для резистивной нагрузки в системах управления и контролирования нагревательных устройств. Использование в слабоиндуктивных и емкостных нагрузках.
- Фазовое управление твердотельным реле
Рис.№9. Схема фазного управления.
Основные показатели для выбора твердотельных реле
- Ток: нагрузки, пусковой, номинальный.
- Тип нагрузки: индуктивность, емкость или резистивная нагрузка.
- Тип напряжения цепи: переменное или постоянное.
- Тип сигнала управления.
Рекомендации по подбору реле и эксплуатационные нюансы
Токовая нагрузка и ее характер служат главным фактором, определяющим выбор. Реле выбирается с запасом по току, в который входит учет пускового тока (он должен выдержать 10-кратное превышение тока и перегруз на 10 мс). При работе с обогревателем номинальный ток превышает номинальный ток нагрузки не менее чем на 40%. При работе с электродвигателем запас по току рекомендован быть больше номинала не менее чем в 10 раз.
Ориентировочные примеры выбора реле при превышении тока
- Нагрузка активной мощности, например, ТЭН – запас 30-40%.
- Электродвигатель асинхронного типа, 10 кратный запас по току.
- Освещение с лампами накаливания – 12 кратный запас.
- Электромагнитные реле, катушки – от 4 до 10 кратного запаса.
Рис. №10. Примеры выбора реле при активной нагрузке по току.
Такой электронный компонент электрических цепей как твердотельное реле становиться обязательным интерфейсом в современных схемах и обеспечивает надежную электрическую изоляцию между всеми задействованными электроцепями.
Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Виды ТТР
Данные устройства представлены множеством видов. Они отличаются способом коммутации и контроля напряжения:
- Твердотельные реле постоянного тока применяются для подключения к сети с постоянным электричеством. Диапазон напряжения может варьироваться в пределах от 3 до 32-х Вт. ТТР отличается высокой надежностью и может иметь светодиодную индикацию. Работает при температуре окружающей среды от -30°С до +70°С.
- Контактор переменного тока не производит шума, отличается быстродействием и низким потреблением энергии. Диапазон напряжения — 90-250 Вт.
- ТТР с ручным управлением. В данном приборе можно самостоятельно установить тип работы.
Кроме того, существуют однофазные и трехфазные реле.
Первая релюшка может соединять цепи в диапазоне от 10 до 120 А или от 100 до 500 А. Коммутация осуществляется с помощью резистора и аналогового сигнала. Во втором случае коммутация проводится одновременно на 3 фазах с рабочим интервалом 10-120 А. Трехфазные контакторы бывают реверсивного типа. Их отличие заключается в бесконтактной коммуникации и специальной маркировке. Такие устройства имеют надежную защиту от ложных включений.
Трехфазный ТТР необходим для старта и корректной работы асинхронного двигателя
Чтобы безопасно эксплуатировать данное устройство, важно соблюдать запас мощности напряжения
Во время работы твердотельного реле переменного тока может происходить перенапряжение. Чтобы защитить устройство, необходимо использовать предохранитель или варистор.
Благодаря коммутации через ноль, а также светодиодной индикации, трехфазный прибор имеет более длительный срок службы.
Помимо метода коммуникации устройства отличаются:
- слабостью индукции и нагрузкой емкостного типа;
- методом включения (случайный или мгновенный);
- наличием фазового управления.
Прибор имеет конструкционные отличия:
- универсальные — конструкция позволяет устанавливать реле на переходные планки;
- монтируемые на DIN-рейки.
Приобретать данный продукт стоит в специализированных магазинах, где специалисты смогут помочь с выбором необходимого типа и подскажут, как подключить прибор. Устройство может отличаться:
- способом крепления;
- материалом корпуса;
- дополнительными функциями;
- уровнем производительности;
- габаритами и прочими параметрами.
Важно! Устанавливаемое реле должно иметь запас мощности в несколько раз больше, чем используемое устройство. Несоблюдение этого условия может привести к мгновенному выходу из строя ТТР
Защитить прибор от перенапряжения можно, установив предохранитель.
Контактор быстро нагревается. Это приводит к существенной потере производительности. При нагреве выше 65°С устройство может сгореть. Использование прибора допускается только с охлаждающим радиатором. Запас тока должен быть выше в 3 раза. При работе с асинхронными моторами запас увеличивается в 10 раз.
Принцип работы ТТР
Работа твердотельного реле довольно проста. Большинство ТТР предназначено для управления автоматикой в сетях 20-480 В.
Оптическая развязка позволяет создавать управленческие сигналы минимальной мощности, что критически важно для датчиков, работающих от автономных источников питания (+)
При классическом исполнении в корпус прибора входит два контакта коммутируемой цепи и два управляющих провода. Их количество может изменяться при увеличении количества подключенных фаз. В зависимости от наличия напряжения в управляющей цепи, происходит включение или выключение основной нагрузки полупроводниковыми элементами.
Особенностью твердотельных реле является наличие небесконечного сопротивления. Если контакты в электромеханических устройствах полностью разъединяются, то в твердотельных отсутствие тока в цепи обеспечивается свойствами полупроводниковых материалов.
Поэтому при повышенных напряжениях возможно появление небольших токов утечки, которые могут негативно сказаться на работе подключенной техники.
Советы по выбору
Предохранитель от повышения нагрузок Купить твердотельные реле можно только в специализированном магазине электронной техники. Опытные специалисты помогут подобрать лучшее устройство для определенных целей. На стоимость изделия влияют следующие факторы:
- тип реле;
- наличие фиксирующих механизмов;
- материал корпуса;
- время включения;
- фирма-изготовитель и страна производства;
- мощность;
- необходимая энергия;
- габариты.
При покупке важно учесть, что должен быть запас по мощности, превышающий рабочую в несколько раз. Это убережет реле от поломок. Также дополнительно используются специальные предохранители
К самым надежным относятся:
Также дополнительно используются специальные предохранители. К самым надежным относятся:
- G R – используются в широком диапазоне нагрузок, отличаются высоким быстродействием.
- G S – работают во всем диапазоне токов. Надежно защищают устройство от превышения нагрузки электросети.
- A R – защищают компоненты полупроводникового устройства от короткого замыкания.
Такие приборы обеспечивают высокую защиту от поломок. Их стоимость сопоставима с ценой самого реле. Меньшими защитными свойствами и, соответственно, меньшей стоимостью обладают предохранители классов B, C, D.
Преимущества и недостатки ТТР
Твердотельные реле не зря вытесняют с рынка обычные пускатели и контакторы. Эти полупроводниковые приборы обладают множеством преимуществ перед электромеханическими аналогами, которые заставляют потребителей останавливать выбор именно на них.
Реле для микросхем имеет компактные размеры и сильно ограничены по максимально пропускаемому току. Крепятся они преимущественно путем припаивания специальных ножек
К таким достоинствам относят:
- Низкое потребление электроэнергии (на 90% меньше).
- Компактные габариты, позволяющие монтировать устройства в ограниченном пространстве.
- Высокая скорость запуска и отключения
- Пониженная шумность работы, отсутствуют характерные для электромеханического реле щелчки.
- Не предполагается техническое обслуживание.
- Длительный срок службы благодаря ресурсу в сотни миллионов срабатываний.
- Благодаря широким возможностям по модификации электронных узлов, ТТР имеют расширенные сферы применения.
- Отсутствие электромагнитных помех при срабатывании.
- Исключается порча контактов вследствие их механического удара.
- Отсутствие прямого физического контакта между цепями управления и коммутации.
- Возможность регулирования нагрузки.
- Наличие в импульсных ТТР автоматических цепей, защищающих от перегрузок.
- Возможность использования во взрывоопасных средах.
Указанных преимуществ твердотельных реле не всегда достаточно для нормальной работы оборудования. Именно поэтому они ещё не полностью вытеснили электромеханические контакторы.
Для стабильной работы мощных твердотельных реле важен эффективный отвод тепла, потому что при повышенных температурах резко искажается напряжение нагрузки (+)
ТТР имеют и недостатки, которые не позволяют им использоваться во многих случаях.
К минусам относят:
- Невозможность работы большинства устройств с напряжениями свыше 0,5 кВ.
- Высокая стоимость.
- Чувствительность к высоким токам, особенно в пусковых цепях электродвигателей.
- Ограничения по использованию в условиях повышенной влажности.
- Критическое снижение рабочих характеристик при температурах ниже 30°С мороза и выше 70°С тепла.
- Компактный корпус приводит к избыточному нагреву устройства при стабильно высоких нагрузках, что требует применения специальных устройств пассивного или активного охлаждения.
- Возможность расплавления устройства от нагрева при коротком замыкании.
- Микротоки в закрытом состоянии реле могут быть критическими для работы оборудования. Например, подключенные в сеть люминесцентные лампы могут периодически вспыхивать.
Таким образом, твердотельные реле имеют определенные сферы применения. В цепях высоковольтного промышленного оборудования их использование резко ограничено из-за несовершенных физических свойств полупроводниковых материалов.
Однако в бытовой технике и автомобильной промышленности ТТР занимают прочные позиции за счет своих положительных свойств.
Конструкция твердотельных реле и принцип работы
Название твердотельное, указывает на структуру конструкции реле, схема которого собрана из полупроводниковых приборов на печатных платах, тиристорах, транзисторах или симисторах. Все элементы помещаются в жесткий корпус, ингда заливаются эпоксидной смолой, таким образом, получается неразборная жесткая конструкция. С наружи выведены только контакты для управления и коммутации подключаемой нагрузки.
Разные модели твердотельных реле
Фактически каждый отдельно взятый тиристор или транзистор является бесконтактным твердотельным реле. При подаче управляющего напряжения на полупроводниковый кристалл p-n-p переходы в его структуре открываются, пропуская ток, при снятии управляющего напряжения закрываются, останавливая поток электронов.
Обычное реле с электромагнитной катушкой и механическими контактами работает по такому же принципу. При подаче напряжения на электромагнитную катушку сердечник втягивается, размыкает или замыкает контакты в зависимости от конструктивных особенностей изделия.
Так как габариты полупроводников имеют малые размеры в одном корпусе можно разместить, комплексную систему коммутации групп контактов различного назначения с схемами на замыкание или размыкание. При этом используются транзисторы, симисторы, тиристоры с р-n—p или n—p—n переходами, в зависимости от функционального назначения применяют соответствующие твердотельные реле.
Структурная схема твердотельного реле с основными элементами
Изделия отличаются по техническим параметрам по величине коммутируемого тока, напряжению управления и многим другим параметрам. В большинстве случаев сигнал управления на входе предается оптическим путем, через подсветку светодиодом, фотодиода для включения коммутации.
Особенности устройства твердотельного реле
Независимо от того, какой производитель твердотельного реле, элементная база у него постоянна – в редких случаях можно найти незначительные различия. На входе обычно устанавливается резистор, соединяется он последовательно с оптическим устройством. Иногда сопротивление изготавливается по сложной конструкции, в которую включается защита от обратной полярности и регулятор тока. Нужно выделить такие свойства твердотельных реле:
- При помощи оптической развязки обеспечивается изоляция различных цепей электронного устройства.
- При помощи переключающей цепи удается осуществить подачу на нагрузку питающего напряжения.
- С помощью триггерной цепи обрабатывается входной сигнал и происходит его переключение на выход.
Виды ТТР
Твердотельные реле по устройству и принципу работы можно разделить на следующие разновидности:
- По виду управляющего напряжения – переменное или постоянное (дискретные). Иногда на вход подключается переменный резистор, т.е. используется аналоговое управление, соответственно и выходное напряжение меняется плавно, как в диммере для освещения.
- По виду коммутируемого напряжения – переменное или постоянное.
- По количеству фаз для переменного напряжения – одна или три.
- Для трехфазных – с реверсом или без.
- По конструкции – монтаж на поверхность или на ДИН-рейку. Хотя, практически все производители предлагают переходные планки для универсального монтажа.
Кроме того, стандартной опцией для коммутации переменного напряжения является переключение в момент перехода через ноль.
Выше уже было фото ТТЛ, у которого вход – постоянное напряжение, выход – переменное (АС-DC). Вот ещё какие реле у меня есть сейчас под рукой:
Этими двумя моделями реле удобно коммутировать нагрузку с постоянным напряжением 24 Вольта, когда управляющий сигнал (тоже 24 В) приходит с выхода контроллера или с датчика. Можно сказать, что это такие компактные усилители тока. Причем коэффициент усиления при этом – около 1000, поскольку ток управляющей цепи – менее 10 мА.
Дальше-больше. Ниже показано трехфазное твердотельное реле. На его входы R, S, T подается три фазы 380В, а с его выходов U, V, W напряжение подается на асинхронный двигатель или трехфазный ТЭН.
Такие реле нам показывали, .
Это реле работает (по результатам работы) примерно, как магнитный пускатель с катушкой 24 VDC.
Управляющие контакты показаны поближе:
Видите на фото, под управляющие контакты предусмотрено ещё одно место, которое в данном случае не используется? На этом месте у другой модели подается сигнал реверса. То есть, при подаче на один вход фазы через реле коммутируются для прямого вращения двигателя, при подаче на другой вход – для обратного.
Трехфазные реле с реверсом бывают с коммутацией двух фаз, третья подключена к двигателю постоянно.
А теперь представьте, столько места занимает и сколько шума при работе создает обычное реверсивное реле на такой ток? То-то и оно!
Вот такое же ТТЛ, но помощнее и с управлением от переменки 220В.
Вроде всё, пишите, у кого какой опыт по применению!
Способы коммутации твердотельного реле
По способу коммутации твердотельные реле делятся на два основных типа:
Управление с контролем перехода через 0
Данный метод заключается в том, что при подаче управляющего сигнала на вход, на выходе реле включится, только когда значение переменного напряжения достигнет нулевого уровня. Благодаря такому методу уменьшается начальный бросок тока, снижается уровень электромагнитных помех. Минус такого типа реле в том, что они не способны коммутировать высокоиндуктивную нагрузку.
Реле данного типа используются для коммутации резистивных (ТЭНЫ, лампы накаливания), емкостных (помехоподавляющие фильтры), слабоиндуктивных нагрузок (соленоиды, клапаны).
Фазовое управление
Данный метод интересен тем, что при изменении какого-либо параметра на входе, на выходе можно менять величину выходного напряжения, тем самым регулируя мощность нагрузки.
Реле такого типа можно управлять индуктивными и резистивными нагрузками, регулировать мощность нагревательных элементов.
Расшифровка номенклатуры твердотельных реле
На примере реле BDH 20044 ZD3 фирмы KIPPRIBOR рассмотрим как расшифровываются их технические характеристики:
B — Тип корпуса промышленного исполнения
D — Однофазное реле
H — Тип выходного силового элемента — тиристор SCR типа на керамической подложке. Представляет из себя полупроводниковый ключ, выполненный методом нанесения на металлическое основание изолирующей керамической подложки, на которую затем наносятся кристаллы полупроводниковой структуры тиристора.
200 — Максимальный допустимый ток нагрузки
44 — Номинальное коммутируемое напряжение 440 V AC
ZD3 — Напряжение управляющего сигнала — 3-32 DC
Реле
С точки зрения микроконтроллера, реле само является мощной нагрузкой,
причём индуктивной. Поэтому для включения или выключения реле нужно
использовать, например, транзисторный ключ. Схема подключения и также
улучшение этой схемы было рассмотрено ранее.
Реле подкупают своей простотой и эффективностью. Например, реле
HLS8-22F-5VDC — управляется напряжением 5 В и способно коммутировать
нагрузку, потребляющую ток до 15 А.
Главное преимущество реле — простота использования — омрачается
несколькими недостатками:
- это механический прибор и контакты могу загрязниться или даже привариться друг к другу,
- меньшая скорость переключения,
- сравнительно большие токи для переключения,
- контакты щёлкают.
Часть этих недостатков устранена в так называемых твердотельных
реле. Это,
фактически, полупроводниковые приборы с гальванической развязкой,
содержащие внутри полноценную схему мощного ключа.
Рекомендации по выбору
Чтобы правильно выбрать твердотельное реле, а также быть уверенным в его качественной и надежной работе в течение продолжительного срока службы, важно ориентироваться на следующие аспекты
СПОСОБЫ КОММУТАЦИИ
Спросом пользуются приборы, в которых управление происходит при переходе через ноль. Плюс метода заключается в том, чтобы исключить помехи, которые создаются в процессе включения.
Минус варианта заключается в прерывании сигнала на выходе и недоступности применения ТТР в цепи с высокоиндуктивной нагрузкой. Главное применение этого тип коммутации подходит для нагрузки резистивного типа.
Кроме того, ТТР используются применительно к слабоиндуктивным и емкостным нагрузкам.
ФАЗОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ
Плюс фазовой методики в том, что процесс регулирования проходит плавно и без разрывов. Благодаря этому удается менять напряжение на выходе (корректировать параметр мощности). Минус способа — в появлении помех в момент переключения.
Метод подходит для резистивных схем управления, подразумевающих нагрев, для переменных резистивных и индуктивных нагрузок (ИФ излучателей и трансформаторов соответственно). Сюда же стоит отнести управление освещением (подключение ламп накаливания).
ПАРАМЕТРЫ НАГРУЗКИ (ХАРАКТЕР И ТИП)
При выборе стоит обращать внимание на нагрузочный ток. От него зависит надежность и продолжительность эксплуатации установленного ТТР
Важно, чтобы устройство имело запас по I. При покупке стоит учесть не только рабочий ток, но и токи, возникающие в процессе пуска и превышающие номинальный параметр в несколько раз
По заявлению производителей ТТР выдерживает десятикратную токовую перегрузку кратковременно — до 10 мс
При покупке стоит учесть не только рабочий ток, но и токи, возникающие в процессе пуска и превышающие номинальный параметр в несколько раз. По заявлению производителей ТТР выдерживает десятикратную токовую перегрузку кратковременно — до 10 мс.
Если твердотельное реле устанавливается для подачи напряжения на нагреватель (активный тип нагрузки), I должен превышать номинальный нагрузочный ток на 35-40%.
Если планируется подключение нагрузки, имеющей индуктивный характер (электрический двигатель), стоит учесть пусковые токи, которые в этом случае превышают номинальный на 600-1000 процентов.
Подведем краткие итоги по рекомендуемому току:
- Для ТЭНов — на 30-40% больше I номинального.
- Для АД — 6-10 крат.
- Для лампочек накаливания — 8-12 крат.
- ЭМ реле — 4-10 крат.
НАЛИЧИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ
В процессе выбора стоит учесть фактор снижения температуры. Выше отмечалось, что твердотельное реле имеет свойство перегреваться при прохождении больших токов. Лишнее тепло, которое выделяется в процессе работы, отводится на специальные радиаторы охлаждения.
ТТР способно проводить указанный производителем ток в случае, если температура не превышает 40 градусов Цельсия. В случае роста параметра уменьшается способность пропускать I — на 20-25 процентов при нагреве на каждые десять градусов. Следовательно, при нагреве ТТР до 80 градусов Цельсия оно не способно пропускать ток — изделие ломается.
На температуру прибора влияет множество факторов, среди которых место монтажа, сезон, нагрузка, наличие обдува воздухом и другие. Если устройство применяется для подключения мощного оборудования, например, для пуска АД, рекомендуется предусмотреть дополнительное охлаждение.
Для решения этой задачи ставится радиатор с большими габаритами. Для повышения эффективности обдува устанавливается вентилятор.
Схемы подключения ТТР
По подключению твердотельное реле практически ничем не отличается от обычного. Мы привели несколько типичных схем подключения для коммутации переменки до 240 вольт.
Обычное ТТР может переносить кратковременные перегрузки вплоть до 200% от номинала, особенно, если ток не подается резко, а возрастает по мере замыкания. Тем не менее предохранять реле от замыкания нужно и для них существуют определенные типы предохранителей.
Также стоит учитывать, что ТТР при работе могут нагреваться, а при температуре выше 70 градусов они практически прекращают функционировать, поэтому в обязательном порядке на реле устанавливаются радиаторы для твердотельных реле.
Симисторный ключ
Для гальванической развязки цепей управления и питания лучше использовать оптопару или специальный симисторный драйвер. Например, MOC3023M или MOC3052.
Эти оптопары состоят из инфракрасного светодиода и фотосимистора. Этот фотосимистор можно использовать для управления мощным симисторным ключом.
В MOC3052 падение напряжения на светодиоде равно 3 В, а ток — 60 мА, поэтому при подключении к микроконтроллеру, возможно, придётся использовать дополнительный транзисторный ключ.
Встроенный симистор же рассчитан на напряжение до 600 В и ток до 1 А. Этого достаточно для управления мощными бытовыми приборами через второй силовой симистор.
Рассмотрим схему управления резистивной нагрузкой (например, лампой накаливания).
Таким образом, эта оптопара выступает в роли драйвера симистора.
Существуют и драйверы с детектором нуля — например, MOC3061. Они переключаются только в начале периода, что снижает помехи в электросети.
Резисторы R1 и R2 рассчитываются как обычно. Сопротивление же резистора R3 определяется исходя из пикового напряжения в сети питания и отпирающего тока силового симистора. Если взять слишком большое — симистор не откроется, слишком маленькое — ток будет течь напрасно. Резистор может потребоваться мощный.
Нелишним будет напомнить, что 230 В в электросети (текущий стандарт для России, Украины и многих других стран) — это значение действующего напряжения. Пиковое напряжение равно .
