Твърдо токово реле: управление, връзка

В системите за автоматизация, управлението на силовите вериги с нисковолтов сигнал използва ключове, наречени релета. Те идват в много форми и устройства. Най-простият електромагнитни релета съдържат намотка на ядрото и контакти. Когато към намотката се прилага управляващо напрежение, в ядрото възниква магнитно поле, което привлича контактите. Те затварят или отварят веригата на натоварване. Наред с електромагнитните, релета от ново поколение, твърдото състояние, притежаващо редица предимства, намират все по-голяма употреба.

Какво е твърдо ток реле

Устройство, предназначено за превключване на високоволтови вериги с пряк или променлив ток, използващи нисковолтово управляващо напрежение и работещо на базата на полупроводникови връзки в тиристори, триаци и транзистори, се нарича полупроводниково реле (TTR).

Тя се поставя в квадратна кутия, която има отвори за закрепване и метална платформа за монтиране на радиатора. Свързването на полупроводниковото реле към управляващите и превключваните линии се извършва с помощта на резбовани скоби.

Принцип на действие

Твърдотръбното реле се състои от няколко функционални блока:

• Контролен вход. На този вход се прилага управляващо напрежение. Тя може да бъде променлива или постоянна, в зависимост от целта на релето. По правило това напрежение е ниско напрежение. Той задейства галваничната изолация. В случай, че управляващият ток е променлив, има ректификационен мост с диоди и изглаждащ филтър между входа и разединителния блок.
• Блокирайте галваничната изолация. Той е изграден върху оптрона и се използва за предаване на контролен сигнал към превключвателя на захранването без прехвърляне на напрежение.
• Захранващият блок е базиран на тиристор, триак или транзистор за превключване на високо напрежение. Контролният изход на тиристора получава напрежението от фотодетектора на оптрона. Под действието на това се отваря съответния pn възел и превключвателят на захранването затваря веригата на натоварване.
• Схемата за защита на ключа на захранването, приложена на варистора, е предназначена да предпазва тиристора от претоварване.

Тъй като силовият полупроводник предава доста големи токове, той често се монтира на охлаждащ радиатор, който премахва излишната топлина.

Видове класификация на твърдотелно реле

1. По типа на напрежението, което може да пътува.

Твърдотно реле AC в еднофазни вериги:

• когато трябва да включите товари от резистивен тип или индуктивност;
• за трифазни вериги, свързани с „звезда“ или „делта“, в случай че всяка фаза е свързана със собствено реле.

TTP, който управлява трифазна мрежа:

• в такава верига можете да свързвате и изключвате само резистивния характер на товара;
• в същото време всички видове превключване на трите фази се превключват.

DC твърдотелни релета:

• Това устройство е добро за управление на такъв товар, който работи на постоянен ток.

2. В зависимост от обхвата на електрическото напрежение, което се намира в силовата част, може да работи превключващо устройство.

Променливо напрежение, което се припокрива от TTR:

• когато трябва да се контролират променливите токове, достигайки до 380 V от величината на напрежението.

Солидно реле, което може да превключва в обхвата на токове с постоянна полярност:

• за контрол от 20 до 250 V.

В зависимост от контрола на сигнала:

• постоянен ток с напрежение от 3 до 32 V;
• променлив тип ток със стойност на напрежението от 90 до 250 V;
• когато съпротивлението на резистора на веригата на натоварване се контролира (ръчен режим);
• управление на полупроводниково реле с аналогов сигнал със стойност до 10 V.

3. По принципа на превключване.

TTR, където се прилага контрол над пресичане на нулата:

• Възможно е превключване на товари от тип резистор: лампи с нажежаема жичка, елементи за отопление;
• превключване на капацитет: филтърни системи, които изпълняват функция за изглаждане и т.н .;
• свържете малък индуктивен товар: соленоиди, електромагнитни клапани.

Твърдотръбното реле от този тип позволява да се изглади тока на първоначалното увеличение и да се намали електромагнитната интерференция, което намалява износването на свързания товар.

TTR активира незабавно (произволно):

• подходящ за нагревателни елементи, волфрамови лампи;
• превключватели индуктивни товари: електрически двигатели с ниска мощност, трансформатори.

TTR за контрол на фазовия режим

Той служи не само за превключване, но и за промяна на напрежението в веригата на натоварване:

• ви позволява да регулирате силата на елементите на отоплителния тип;
• Можете да промените яркостта на крушките с нажежаема жичка;
• ви позволява да контролирате оборотите на двигателя.

Какво трябва да знаете при избора на реле

Тъй като експлоатацията на елементите на полупроводника (захранващи превключватели) възникват при електрически загуби, това се отразява в тяхното интензивно нагряване. Когато температурата се повиши, способността на устройството да премине ток намалява. Специфичното реле може да осигури техническите си параметри при нагряване до 40 градуса. При 65 градуса, капацитетът за превключване на ТТР рязко спада, а по-нататъшното нагряване ще доведе до неговата повреда. Затова при избора на твърдо реле за натоварването е необходимо да го вземете с ток. А при високомощни вериги TTR трябва да се поставят върху радиатори и да се уредят принудителни системи за охлаждане.

Също така, когато се свързва всеки товар в първия момент от време, възникват ударни токове, които са няколко пъти, а понякога и по-големи от номиналните.

Характеристики на натоварване на пусковите токови релета

При свързване на полупроводниковото реле към товара, трябва да знаете характеристиките на последното:

• активните натоварвания (TEN нагреватели) създават незначителни токови удари, те могат да бъдат изравнени с TTR, където включването е в нула;
• осветление с нажежаема жичка и халогенни лампи, където от 7 до 12 пъти повече ток минава през тях от номиналния ток;
• флуоресцентни лампи за време до 10 секунди дават пулсации на ток 5 пъти по-високи от номиналните, или дори по ред;
• живачни лампи до пет минути могат да претоварят веригата с надценени токове от 3 пъти;
• Електромагнитни релета на променливо електричество за период до два периода претърпяват скокове от 3 до 10 пъти;
• тока в намотките на соленоида на 1-2 порядъка по-голям от номиналната част от секундата;
• електрическите двигатели за половин секунда дават увеличение на тока до 10 пъти;
• устройства с висока индуктивност с наситени ядра (трансформатори, когато са на празен ход) са включени в нулевата фаза на напрежението, токът достига вълни до 20 или дори 40 пъти по-дълги от номиналната стойност за време от 0.05-0.20 секунди;
• когато капацитивните товари във фазата са около 90 градуса, токът надвишава номиналната стойност с 20-40 пъти за време до 10 милисекунди.

Релето на твърдо състояние прави го сами

При сглобяване на релейна верига у дома, най-важното е да се вземат предвид ударните токове на свързания товар и да се изберат тиристори и триаци на съответния марж на мощността.

За останалата част от релейната верига трябва да следвате препоръките:

• за превключване на малки променливи токове е по-добре да се използват триаци, големи - тиристори;
• за инсталиране на варистор или защитен диод за защита на превключвателя на захранването успоредно на него (при превключване на индуктивни товари);
• пред диоден мост поставят ограничители на тока на входа на управляващата верига;
• Впоследствие оптронът трябва да настрои съпротивление, ограничаващо тока, паралелно - изглаждащ кондензатор.

Предимства на твърдотелните релета

TTP не е обемисто устройство, заемащо голямо пространство. Той също така няма механично движещи се части, което значително повишава надеждността му в сравнение с електромагнитните системи. Освен това релето осигурява:

• бързо превключване;
• незначително ниво на шума в момента на свързване на товара;
• ниска консумация на енергия;
• липсата на изхвърляния на дъговия характер вътре в кутията;
• устойчивост на вибрации.