Ρελέ στερεάς κατάστασης DIY: οδηγίες συναρμολόγησης και συμβουλές σύνδεσης

Τρανζίστορ Darlington

Εάν το φορτίο είναι πολύ ισχυρό, τότε το ρεύμα μέσω αυτού μπορεί να φτάσει
αρκετούς ενισχυτές. Για τρανζίστορ υψηλής ισχύος, ο συντελεστής $\beta$ μπορεί
να είναι ανεπαρκής. (Επιπλέον, όπως φαίνεται από τον πίνακα, για ισχυρούς
τρανζίστορ, είναι ήδη μικρό.)

Σε αυτή την περίπτωση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν καταρράκτη δύο τρανζίστορ. Ο πρώτος
το τρανζίστορ ελέγχει το ρεύμα, το οποίο ενεργοποιεί το δεύτερο τρανζίστορ. Τέτοιος
το κύκλωμα μεταγωγής ονομάζεται κύκλωμα Darlington.

Σε αυτό το κύκλωμα πολλαπλασιάζονται οι συντελεστές $\beta$ των δύο τρανζίστορ, οι οποίοι
σας επιτρέπει να πάρετε έναν πολύ υψηλό συντελεστή μεταφοράς ρεύματος.

Για να αυξήσετε την ταχύτητα απενεργοποίησης των τρανζίστορ, μπορείτε να συνδέσετε το καθένα
πομπός και αντίσταση βάσης.

Οι αντιστάσεις πρέπει να είναι αρκετά μεγάλες ώστε να μην επηρεάζουν το ρεύμα
βάση - εκπομπός. Οι τυπικές τιμές είναι 5…10 kΩ για τάσεις 5…12 V.

Τα τρανζίστορ Darlington είναι διαθέσιμα ως ξεχωριστή συσκευή. Παραδείγματα
τέτοια τρανζίστορ φαίνονται στον πίνακα.

Διαφορετικά, η λειτουργία του κλειδιού παραμένει η ίδια.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Σε αντίθεση με άλλους τύπους ρελέ, ένα ρελέ στερεάς κατάστασης δεν έχει κινούμενες επαφές. Η μεταγωγή ηλεκτρικών κυκλωμάτων σε αυτή τη συσκευή πραγματοποιείται σύμφωνα με την αρχή ενός ηλεκτρονικού κλειδιού που κατασκευάζεται σε ημιαγωγούς. Προκειμένου να αποφευχθούν προβλήματα κατά τη δημιουργία ενός ρελέ στερεάς κατάστασης, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε την αρχή λειτουργίας της συσκευής και το σχεδιασμό της.

Ωστόσο, αξίζει να ξεκινήσετε με μια περιγραφή των κύριων πλεονεκτημάτων του:

• Δυνατότητα εναλλαγής ισχυρών φορτίων.
• Η εναλλαγή γίνεται σε υψηλή ταχύτητα.
• Γαλβανική μόνωση υψηλής ποιότητας.
• Ικανό να αντέξει σοβαρές υπερφορτώσεις σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Κανένα μηχανικό ρελέ δεν έχει παρόμοιες παραμέτρους. Το εύρος του ρελέ στερεάς κατάστασης (SSR) είναι πρακτικά απεριόριστο. Η απουσία κινούμενων στοιχείων στο σχέδιο αυξάνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της συσκευής. Ωστόσο, πρέπει να θυμόμαστε ότι η συσκευή δεν έχει μόνο πλεονεκτήματα. Ορισμένες ιδιότητες του SSR είναι μειονεκτήματα. Για παράδειγμα, κατά τη λειτουργία ισχυρών συσκευών, καθίσταται απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ένα πρόσθετο στοιχείο για την αφαίρεση της θερμικής ενέργειας.

Συχνά, οι διαστάσεις του ψυγείου υπερβαίνουν σημαντικά τις διαστάσεις του ίδιου του ρελέ. Σε μια τέτοια κατάσταση, η εγκατάσταση της συσκευής είναι κάπως δύσκολη.Όταν η συσκευή είναι κλειστή, παρατηρείται διαρροή ρεύματος σε αυτήν, η οποία οδηγεί στην εμφάνιση ενός μη γραμμικού χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης.

Έτσι, όταν χρησιμοποιείτε ένα SSR, πρέπει να δίνεται προσοχή στα χαρακτηριστικά των τάσεων μεταγωγής. Ορισμένοι τύποι συσκευών μπορούν να λειτουργούν μόνο σε δίκτυα με συνεχές ρεύμα.

Όταν συνδέετε ένα ρελέ στερεάς κατάστασης σε ένα κύκλωμα, πρέπει να παρέχετε τρόπους προστασίας από ψευδώς θετικά.

Στερεά κατάσταση - πρέπει να τα χρησιμοποιήσω;

Αρχικά, θα εξετάσουμε επίσης τη σκοπιμότητα χρήσης τέτοιων ρελέ. Για παράδειγμα, μια πραγματική περίπτωση:

Μια άλλη περίπτωση όπου δεν χρειάζονται τέτοιοι ηλεκτρονόμοι:

Οι υπερφορτώσεις και η προστασία των ρελέ στερεάς κατάστασης θα συζητηθούν λεπτομερώς παρακάτω, και σε αυτήν την περίπτωση συνιστάται η χρήση συμβατικού επαφέα, ο οποίος αντιμετωπίζει καλά την υπερφόρτωση και κοστίζει 10 φορές λιγότερο.

Επομένως, δεν αξίζει να κυνηγήσετε τη μόδα, αλλά είναι καλύτερο να εφαρμόσετε έναν νηφάλιο υπολογισμό. Υπολογισμός τρέχοντος και οικονομικού.

Αν έρχεται στο μυαλό κάποιου, μπορείτε να ξεκινήσετε έναν κινητήρα 10 kW με ένα κουμπί κουδουνιού ή έναν διακόπτη καλαμιού! Αλλά δεν είναι τόσο απλό, οι λεπτομέρειες θα είναι παρακάτω.

Σκοπός και είδη

Ένα ρελέ ελέγχου ρεύματος είναι μια συσκευή που ανταποκρίνεται σε ξαφνικές αλλαγές στο μέγεθος του εισερχόμενου ηλεκτρικού ρεύματος και, εάν είναι απαραίτητο, απενεργοποιεί την τροφοδοσία ενός συγκεκριμένου καταναλωτή ή ολόκληρου του συστήματος τροφοδοσίας. Η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στη σύγκριση εξωτερικών ηλεκτρικών σημάτων και στιγμιαίας απόκρισης εάν δεν ταιριάζουν με τις παραμέτρους λειτουργίας της συσκευής. Χρησιμοποιείται για τη λειτουργία της γεννήτριας, της αντλίας, του κινητήρα αυτοκινήτου, των εργαλειομηχανών, των οικιακών συσκευών και άλλων.

Υπάρχουν τέτοιοι τύποι συσκευών συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος:

1. ενδιάμεσος;
2. Προστατευτικός;
3. Μέτρημα;
4. πίεση;
5. Χρόνος.

Μια ενδιάμεση συσκευή ή ένα ρελέ μέγιστου ρεύματος (RTM, RST 11M, RS-80M, REO-401) χρησιμοποιείται για το άνοιγμα ή το κλείσιμο των κυκλωμάτων ενός συγκεκριμένου ηλεκτρικού δικτύου όταν επιτευχθεί μια συγκεκριμένη τιμή ρεύματος. Χρησιμοποιείται συχνότερα σε διαμερίσματα ή σπίτια προκειμένου να αυξηθεί η προστασία του οικιακού εξοπλισμού από υπερτάσεις και ρεύματα.

Η αρχή της λειτουργίας μιας θερμικής ή προστατευτικής συσκευής βασίζεται στον έλεγχο της θερμοκρασίας των επαφών μιας συγκεκριμένης συσκευής. Χρησιμοποιείται για την προστασία συσκευών από υπερθέρμανση. Για παράδειγμα, εάν το σίδερο υπερθερμανθεί, τότε ένας τέτοιος αισθητήρας θα απενεργοποιήσει αυτόματα την τροφοδοσία και θα τον ενεργοποιήσει αφού κρυώσει η συσκευή.

Ένα στατικό ή ρελέ μέτρησης (REV) βοηθά στο κλείσιμο των επαφών του κυκλώματος όταν εμφανίζεται μια συγκεκριμένη τιμή ηλεκτρικού ρεύματος. Ο κύριος σκοπός του είναι να συγκρίνει τις διαθέσιμες παραμέτρους δικτύου και τις απαιτούμενες, καθώς και να ανταποκρίνεται γρήγορα στις αλλαγές τους.

Ο διακόπτης πίεσης (RPI-15, 20, RPZH-1M, FQS-U, FLU και άλλοι) είναι απαραίτητος για τον έλεγχο υγρών (νερό, λάδι, λάδι), αέρα κ.λπ. Χρησιμοποιείται για την απενεργοποίηση της αντλίας ή άλλου εξοπλισμού όταν οι καθορισμένοι δείκτες επιτυγχάνονται με πίεση. Συχνά χρησιμοποιείται σε υδραυλικά συστήματα και σε πρατήρια καυσίμων αυτοκινήτων.

Χρειάζονται ρελέ χρονικής καθυστέρησης (κατασκευαστής EPL, Danfoss, επίσης μοντέλα PTB) για τον έλεγχο και την επιβράδυνση της απόκρισης ορισμένων συσκευών όταν ανιχνεύεται διαρροή ρεύματος ή άλλη αστοχία δικτύου. Τέτοιες συσκευές προστασίας ρελέ χρησιμοποιούνται τόσο στην καθημερινή ζωή όσο και στη βιομηχανία. Αποτρέπουν την πρόωρη ενεργοποίηση της λειτουργίας έκτακτης ανάγκης, τη λειτουργία του RCD (είναι και διαφορικό ρελέ) και των διακοπτών κυκλώματος.Το σχέδιο της εγκατάστασής τους συχνά συνδυάζεται με την αρχή της συμπερίληψης προστατευτικού εξοπλισμού και διαφορικών στο δίκτυο.

Επιπλέον, υπάρχουν και ηλεκτρομαγνητικά ρελέ τάσης και ρεύματος, μηχανικών, στερεάς κατάστασης κ.λπ.

Το ρελέ στερεάς κατάστασης είναι μια μονοφασική συσκευή για μεταγωγή υψηλών ρευμάτων (από 250 A), παρέχοντας γαλβανική προστασία και απομόνωση ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Αυτός είναι, στις περισσότερες περιπτώσεις, ηλεκτρονικός εξοπλισμός που έχει σχεδιαστεί για να ανταποκρίνεται γρήγορα και με ακρίβεια σε προβλήματα δικτύου. Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι ένα τέτοιο ρελέ ρεύματος μπορεί να κατασκευαστεί με το χέρι.

Σχεδιαστικά, τα ρελέ ταξινομούνται σε μηχανικά και ηλεκτρομαγνητικά και τώρα, όπως προαναφέρθηκε, σε ηλεκτρονικά. Το μηχανικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες συνθήκες εργασίας, δεν απαιτεί πολύπλοκο κύκλωμα για τη σύνδεσή του, είναι ανθεκτικό και αξιόπιστο. Αλλά την ίδια στιγμή, όχι αρκετά ακριβής. Ως εκ τούτου, πλέον χρησιμοποιούνται κυρίως τα πιο σύγχρονα ηλεκτρονικά αντίστοιχα.

Οδηγός επιλογής

Λόγω των ηλεκτρικών απωλειών στους ημιαγωγούς ισχύος, τα ρελέ στερεάς κατάστασης θερμαίνονται κατά την αλλαγή του φορτίου. Αυτό επιβάλλει έναν περιορισμό στην ποσότητα του ρεύματος μεταγωγής. Θερμοκρασία 40 βαθμών Κελσίου δεν προκαλεί αλλοίωση στις παραμέτρους λειτουργίας της συσκευής. Ωστόσο, η θέρμανση άνω των 60 C μειώνει σημαντικά την επιτρεπόμενη τιμή του ρεύματος μεταγωγής. Σε αυτήν την περίπτωση, το ρελέ μπορεί να μπει σε μη ελεγχόμενο τρόπο λειτουργίας και να αποτύχει.

Επομένως, κατά τη μακροχρόνια λειτουργία του ρελέ σε ονομαστικές, και ιδιαίτερα «βαριές» λειτουργίες (με μακροχρόνια εναλλαγή ρευμάτων άνω των 5 Α), απαιτείται η χρήση θερμαντικών σωμάτων.Σε αυξημένα φορτία, για παράδειγμα, σε περίπτωση φορτίου «επαγωγικής» φύσης (σωληνοειδείς, ηλεκτρομαγνήτες κ.λπ.), συνιστάται η επιλογή συσκευών με μεγάλο περιθώριο ρεύματος - 2-4 φορές, και στην περίπτωση έλεγχος ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα, 6-10 φορές το περιθώριο ρεύματος.

Όταν εργάζεστε με τους περισσότερους τύπους φορτίων, η ενεργοποίηση του ρελέ συνοδεύεται από κύμα ρεύματος διαφορετικής διάρκειας και πλάτους, η τιμή του οποίου πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή:

• τα αμιγώς ενεργά φορτία (θερμαντήρες) δίνουν τις χαμηλότερες δυνατές υπερτάσεις ρεύματος, οι οποίες πρακτικά εξαλείφονται όταν χρησιμοποιούνται ρελέ με εναλλαγή στο "0".
• λαμπτήρες πυρακτώσεως, λαμπτήρες αλογόνου, όταν είναι αναμμένοι, περνούν ρεύμα 7 ... 12 φορές περισσότερο από το ονομαστικό.
• Οι λαμπτήρες φθορισμού κατά τα πρώτα δευτερόλεπτα (έως 10 δευτερόλεπτα) δίνουν βραχυπρόθεσμες υπερτάσεις ρεύματος, 5 ... 10 φορές υψηλότερες από το ονομαστικό ρεύμα.
• Οι λαμπτήρες υδραργύρου δίνουν τριπλή υπερφόρτωση ρεύματος κατά τα πρώτα 3-5 λεπτά.
• περιελίξεις ηλεκτρομαγνητικών ηλεκτρονόμων εναλλασσόμενου ρεύματος: το ρεύμα είναι 3 ... 10 φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό ρεύμα για 1-2 περιόδους.
• περιελίξεις ηλεκτρομαγνητικών βαλβίδων: το ρεύμα είναι 10 ... 20 φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό ρεύμα για 0,05 - 0,1 s.
• ηλεκτρικοί κινητήρες: το ρεύμα είναι 5 ... 10 φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό ρεύμα για 0,2 - 0,5 s.
• εξαιρετικά επαγωγικά φορτία με κορεσμένους πυρήνες (μετασχηματιστές ρελαντί) όταν είναι ενεργοποιημένοι στη φάση μηδενικής τάσης: το ρεύμα είναι 20 ... 40 φορές το ονομαστικό ρεύμα για 0,05 - 0,2 s.
• χωρητικά φορτία κατά την ενεργοποίηση σε φάση κοντά στους 90°: το ρεύμα είναι 20 ... 40 φορές το ονομαστικό ρεύμα για χρονικό διάστημα από δεκάδες μικροδευτερόλεπτα έως δεκάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Θα είναι ενδιαφέρον Πώς χρησιμοποιείται ένα φωτορελέ για φωτισμό δρόμου;

Η ικανότητα αντοχής σε υπερφορτώσεις ρεύματος χαρακτηρίζεται από το μέγεθος του "ηλεκτρικού ρεύματος".Αυτό είναι το πλάτος ενός μεμονωμένου παλμού δεδομένης διάρκειας (συνήθως 10 ms). Για Ρελέ DC αυτή η τιμή είναι συνήθως 2-3 φορές υψηλότερη από την τιμή του μέγιστου επιτρεπόμενου συνεχούς ρεύματος, για ρελέ θυρίστορ αυτή η αναλογία είναι περίπου 10. Για τρέχουσες υπερφορτώσεις αυθαίρετης διάρκειας, μπορεί κανείς να προχωρήσει από μια εμπειρική εξάρτηση: αύξηση της διάρκειας υπερφόρτωσης κατά μια τάξη μεγέθους οδηγεί σε μείωση του επιτρεπόμενου πλάτους ρεύματος. Ο υπολογισμός του μέγιστου φορτίου παρουσιάζεται στον παρακάτω πίνακα.

Πίνακας για τον υπολογισμό του μέγιστου φορτίου για ένα ρελέ στερεάς κατάστασης.

Η επιλογή του ονομαστικού ρεύματος για ένα συγκεκριμένο φορτίο θα πρέπει να είναι στην αναλογία μεταξύ του περιθωρίου του ονομαστικού ρεύματος του ρελέ και της εισαγωγής πρόσθετων μέτρων για τη μείωση των ρευμάτων εκκίνησης (αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος, αντιδραστήρες κ.λπ.).

Για να αυξηθεί η αντίσταση της συσκευής στον παλμικό θόρυβο, τοποθετείται ένα εξωτερικό κύκλωμα παράλληλα με τις επαφές μεταγωγής, που αποτελείται από μια αντίσταση και χωρητικότητα συνδεδεμένη σε σειρά (κύκλωμα RC). Για πληρέστερη προστασία από την πηγή υπέρτασης στην πλευρά του φορτίου, είναι απαραίτητο να συνδέσετε προστατευτικά βαρίστορ παράλληλα με κάθε φάση του SSR.

Σχέδιο συνδέσεις ρελέ στερεάς κατάστασης.

Κατά την εναλλαγή επαγωγικού φορτίου, η χρήση προστατευτικών βαρίστορ είναι υποχρεωτική. Η επιλογή της απαιτούμενης τιμής του βαρίστορ εξαρτάται από την τάση που τροφοδοτεί το φορτίο και υπολογίζεται με τον τύπο: Uvaristor = (1,6 ... 1,9) x Uload.

Ο τύπος του βαρίστορ καθορίζεται με βάση τα ειδικά χαρακτηριστικά της συσκευής. Τα πιο δημοφιλή οικιακά βαρίστορ είναι οι σειρές: CH2-1, CH2-2, VR-1, VR-2.Το ρελέ στερεάς κατάστασης παρέχει καλή γαλβανική απομόνωση των κυκλωμάτων εισόδου και εξόδου, καθώς και κυκλωμάτων μεταφοράς ρεύματος από τα δομικά στοιχεία της συσκευής, επομένως δεν απαιτούνται πρόσθετα μέτρα απομόνωσης κυκλώματος.

Χαρακτηριστικά της διαδικασίας παραγωγής

Το φορτίο του θερμαντικού στοιχείου είναι W.
Η είσοδος είναι το πρωτεύον κύκλωμα στο οποίο τίθεται σταθερή αντίσταση.
Στο συνηθισμένο για να τεθεί σε λειτουργία οποιοσδήποτε ηλεκτρικός μηχανισμός, χρησιμοποιούνται επαφές που κλείνουν και ανοίγουν περιοδικά.
Ισχύς εξόδου της τάξης του W. Εδώ στο κύκλωμα υπάρχουν δύο επιλογές εισόδου: η είσοδος ελέγχου απευθείας στη δίοδο οπτικού συζεύκτη και το σήμα εισόδου που παρέχεται μέσω του τρανζίστορ. Η μεταγωγή ηλεκτρικών κυκλωμάτων σε αυτή τη συσκευή πραγματοποιείται σύμφωνα με την αρχή ενός ηλεκτρονικού κλειδιού που κατασκευάζεται σε ημιαγωγούς.
Οι συστάσεις για την επιλογή ψύκτη δίνονται στην τεχνική τεκμηρίωση για ένα συγκεκριμένο ρελέ στερεάς κατάστασης, επομένως είναι αδύνατο να δοθούν καθολικές συμβουλές. Υπό ορισμένες συνθήκες, τα ρελέ στερεάς κατάστασης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκκίνηση επαγωγικών κινητήρων.

Επομένως, υπάρχει μια μέγιστη δυνατή καθυστέρηση απενεργοποίησης μεταξύ της αφαίρεσης του σήματος εισόδου και της αποσύνδεσης του ρεύματος φορτίου σε ένα μισό κύκλο. Υψηλής ποιότητας μόνωση μεταξύ κυκλωμάτων ελέγχου και φορτίου. Αυτά τα αθόρυβα ρελέ είναι μια καλή αντικατάσταση των επαφών και των εκκινητήρων. Η ίδια αρχή ρύθμισης χρησιμοποιείται και στους ροοστάτες οικιακού φωτισμού.Όταν αφαιρεθεί το σήμα τάσης εισόδου συνεχούς ρεύματος, η έξοδος δεν σβήνει ξαφνικά, επειδή μετά την ενεργοποίηση της αγωγιμότητας, το θυρίστορ ή το τριάκ που χρησιμοποιείται ως συσκευή μεταγωγής παραμένει αναμμένο για το υπόλοιπο του μισού κύκλου έως ότου τα ρεύματα φορτίου πέσουν κάτω από το ρεύμα συσκευές συγκράτησης, οπότε και απενεργοποιείται.

Βίντεο: Δοκιμή ρελέ στερεάς κατάστασης. Είναι απαραίτητο να επισημανθούν οι ακόλουθες ιδιότητες των ηλεκτρονόμων στερεάς κατάστασης: Με τη βοήθεια οπτικής απομόνωσης παρέχεται απομόνωση διαφόρων κυκλωμάτων μιας ηλεκτρονικής συσκευής. Στα μοντέλα στερεάς κατάστασης, αυτόν τον ρόλο παίζουν θυρίστορ, τρανζίστορ και τριακ.

Με τη βοήθειά του προσελκύονται οι επαφές. Η προστασία μπορεί να τοποθετηθεί τόσο μέσα στο περίβλημα του ρελέ όσο και ξεχωριστά

Λάβετε υπόψη ότι για τα triac, τα συμπεράσματα είναι συνήθως διφορούμενα, επομένως πρέπει να ελέγχονται εκ των προτέρων. Για την εφαρμογή τάσης στο φορτίο, χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα μεταγωγής, το οποίο περιλαμβάνει ένα τρανζίστορ, μια δίοδο πυριτίου και ένα triac

Σε αυτό το παράδειγμα, οποιαδήποτε προτιμώμενη τιμή αντίστασης μεταξύ ohms και ohms ισχύει.
Ρελέ στερεάς κατάστασης αντί για επαφέα.

Επιλογές ελέγχου ισχύος φορτίου

Σήμερα, υπάρχουν δύο κύριες επιλογές για τη διαχείριση ενέργειας. Ας εξετάσουμε το καθένα και αυτά με περισσότερες λεπτομέρειες:

1. ΕΛΕΓΧΟΣ ΦΑΣΗΣ. Εδώ, το σήμα εξόδου για το I στο φορτίο έχει τη μορφή ημιτονοειδούς. Η τάση εξόδου έχει οριστεί στο 10, 50 και 90 τοις εκατό. Τα πλεονεκτήματα ενός τέτοιου σχήματος είναι προφανή - η ομαλότητα του σήματος εξόδου, η δυνατότητα σύνδεσης διαφορετικών τύπων φορτίων. Μείον - η παρουσία παρεμβολών στη διαδικασία μεταγωγής.
2. ΕΛΕΓΧΟΣ ΜΕ ΔΙΑΚΟΠΗ (ΣΤΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΜΕΤΑΒΑΣΗΣ ΑΠΟ ΜΗΔΕΝ).Το πλεονέκτημα της μεθόδου ελέγχου είναι ότι κατά τη λειτουργία του ρελέ στερεάς κατάστασης δεν δημιουργούνται παρεμβολές που να παρεμβάλλονται στην τρίτη αρμονική κατά τη διαδικασία μεταγωγής. Από τις ελλείψεις - περιορισμένη εφαρμογή. Αυτό το σχήμα ελέγχου είναι κατάλληλο για χωρητικά και ωμικά φορτία. Δεν συνιστάται η χρήση του με εξαιρετικά επαγωγικό φορτίο.

Παρά την υψηλότερη τιμή, τα ρελέ στερεάς κατάστασης θα αντικαταστήσουν σταδιακά τις τυπικές συσκευές με επαφές. Αυτό οφείλεται στην αξιοπιστία τους, στην έλλειψη θορύβου, στην ευκολία συντήρησης και στη μεγάλη διάρκεια ζωής.

Η ύπαρξη ελαττωμάτων δεν έχει αρνητικό αντίκτυπο, εάν προσεγγίσετε σωστά την επιλογή και την εγκατάσταση της συσκευής.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Για την κατασκευή ενός ρελέ στερεάς κατάστασης, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αλυσίδες που αποτελούνται από ένα κύκλωμα ελέγχου και ένα triac. Για να βελτιώσετε τη διαδικασία απαγωγής θερμότητας, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε θερμική πάστα, τοποθετώντας την σε ολόκληρη την περιοχή επαφής της βάσης αλουμινίου και του στοιχείου ημιαγωγού. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ρελέ στερεάς κατάστασης μεταγωγής AC χρησιμοποιούν το SCR και το triac ως συσκευή μεταγωγής εξόδου, η οποία συνεχίζει να λειτουργεί μετά την αφαίρεση της εισόδου έως ότου το ρεύμα AC που ρέει μέσω της συσκευής πέσει κάτω από το κατώφλι του ή διατηρήσει την τιμή του ρεύμα. Κατάλληλο για οδήγηση ωμικών, χωρητικών και επαγωγικών φορτίων.
Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να επιλέξετε μια πηγή με επαρκή ισχύ για να ενεργοποιήσετε ολόκληρη την ομάδα ρελέ.
Αν όμως τα ρεύματα είναι υψηλά, θα υπάρξει έντονη θέρμανση των στοιχείων.
Πριν προσπαθήσετε να φτιάξετε μόνοι σας ένα ρελέ στερεάς κατάστασης, είναι λογικό να εξοικειωθείτε με τον βασικό σχεδιασμό τέτοιων συσκευών, να κατανοήσετε την αρχή της λειτουργίας τους.Σχέδιο σύνδεσης ρελέ Όλες οι συσκευές ημιαγωγών αυτού του είδους χωρίζονται σε τμήματα, όπως: το τμήμα εισόδου, η οπτική απομόνωση, η σκανδάλη, καθώς και τα κυκλώματα μεταγωγής και προστασίας.
Σε αυτή την περίπτωση, οι μέγιστες βραχυπρόθεσμες τιμές ρεύματος μπορούν να φτάσουν το Α.
Η εναλλαγή γίνεται σε υψηλή ταχύτητα. Σύνθεση χύτευσης Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα Σε αντίθεση με άλλους τύπους ρελέ, τα ρελέ στερεάς κατάστασης δεν έχουν κινούμενες επαφές.
Το κύκλωμα εξόδου των περισσότερων τυπικών ρελέ στερεάς κατάστασης έχει διαμορφωθεί ώστε να εκτελεί μόνο έναν τύπο ενέργειας μεταγωγής, δίνοντας το ισοδύναμο ενός κανονικά ανοιχτού μονοπολικού μονοπολικού τρόπου λειτουργίας SPST-NO ενός ηλεκτρομηχανικού ρελέ. Ο απομονωτής opto triac MOC έχει τα ίδια χαρακτηριστικά αλλά με ενσωματωμένη ανίχνευση μηδενικής διέλευσης που επιτρέπει στο φορτίο να λαμβάνει πλήρη ισχύ χωρίς υψηλά ρεύματα εισόδου κατά την εναλλαγή επαγωγικών φορτίων.
Διάλεξη 357 Ρελέ στερεάς κατάστασης

Πώς να φτιάξετε ένα TTR με τα χέρια σας;

Λαμβάνοντας υπόψη το χαρακτηριστικό σχεδιασμού της συσκευής (μονόλιθος), το κύκλωμα συναρμολογείται όχι σε μια σανίδα textolite, όπως συνηθίζεται, αλλά με επιφανειακή τοποθέτηση.

Υπάρχουν πολλές λύσεις κυκλωμάτων προς αυτή την κατεύθυνση. Η συγκεκριμένη επιλογή εξαρτάται από την απαιτούμενη ισχύ μεταγωγής και άλλες παραμέτρους.

Ηλεκτρονικά εξαρτήματα για συναρμολόγηση κυκλώματος

Ο κατάλογος των στοιχείων ενός απλού κυκλώματος για πρακτικό έλεγχο και κατασκευή ενός ρελέ στερεάς κατάστασης με τα χέρια σας έχει ως εξής:

1. Οπτικοζεύκτης τύπου MOS3083.
2. Τύπος Triac VT139-800.
3. Σειρά τρανζίστορ KT209.
4. Αντιστάσεις, δίοδος zener, LED.

Όλα τα καθορισμένα ηλεκτρονικά εξαρτήματα συγκολλούνται με επιφανειακή τοποθέτηση σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

Λόγω της χρήσης του οπτικού συζεύκτη MOS3083 στο κύκλωμα παραγωγής σήματος ελέγχου, η τιμή της τάσης εισόδου μπορεί να κυμαίνεται από 5 έως 24 βολτ.

Και λόγω της αλυσίδας που αποτελείται από μια δίοδο zener και μια περιοριστική αντίσταση, το ρεύμα που διέρχεται από το LED ελέγχου μειώνεται στο ελάχιστο δυνατό. Αυτή η λύση εξασφαλίζει μεγάλη διάρκεια ζωής του LED ελέγχου.

Έλεγχος του συναρμολογημένου κυκλώματος για απόδοση

Το συναρμολογημένο κύκλωμα πρέπει να ελεγχθεί για λειτουργικότητα. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν είναι απαραίτητο να συνδέσετε μια τάση φορτίου 220 βολτ στο κύκλωμα μεταγωγής μέσω ενός triac. Αρκεί να συνδέσετε μια συσκευή μέτρησης - έναν ελεγκτή παράλληλα με τη γραμμή μεταγωγής του triac.

Η λειτουργία μέτρησης του ελεγκτή πρέπει να ρυθμιστεί σε "mOhm" και να παρέχει ισχύ (5-24 V) στο κύκλωμα παραγωγής τάσης ελέγχου. Εάν όλα λειτουργούν σωστά, ο ελεγκτής θα πρέπει να δείξει διαφορά στην αντίσταση από "mΩ" σε "kΩ".

Μονολιθική συσκευή περιβλήματος

Κάτω από τη βάση του περιβλήματος του μελλοντικού ρελέ στερεάς κατάστασης, θα χρειαστεί μια πλάκα αλουμινίου πάχους 3-5 mm. Οι διαστάσεις της πλάκας δεν είναι κρίσιμες, αλλά πρέπει να πληρούν τις προϋποθέσεις για αποτελεσματική αφαίρεση θερμότητας από το triac όταν αυτό το ηλεκτρονικό στοιχείο θερμαίνεται.

Η επιφάνεια της πλάκας αλουμινίου πρέπει να είναι επίπεδη. Επιπλέον, είναι απαραίτητο να επεξεργαστείτε και τις δύο πλευρές - καθαρίστε με λεπτό γυαλόχαρτο, γυαλίστε.

Στο επόμενο στάδιο, η προετοιμασμένη πλάκα είναι εξοπλισμένη με "καλούπι" - ένα περίγραμμα από χοντρό χαρτόνι ή πλαστικό είναι κολλημένο γύρω από την περίμετρο. Θα πρέπει να πάρετε ένα είδος κουτιού, το οποίο αργότερα θα γεμίσει με εποξειδικό.

Μέσα στο δημιουργημένο κουτί τοποθετείται ηλεκτρονικό κύκλωμα ρελέ στερεάς κατάστασης που συναρμολογείται από «κουβούκλιο». Μόνο το triac τοποθετείται στην επιφάνεια της πλάκας αλουμινίου.

Κανένα άλλο τμήμα του κυκλώματος ή αγωγός δεν πρέπει να αγγίζει το υπόστρωμα αλουμινίου. Το triac εφαρμόζεται σε αλουμίνιο με αυτό το τμήμα της θήκης, το οποίο είναι σχεδιασμένο για εγκατάσταση σε ψυγείο.

Η θερμοαγώγιμη πάστα πρέπει να χρησιμοποιείται στην περιοχή επαφής του περιβλήματος triac και του υποστρώματος αλουμινίου. Ορισμένες μάρκες triacs με μη μονωμένη άνοδο πρέπει να εγκατασταθούν μέσω φλάντζας μαρμαρυγίας.

Το triac πρέπει να πιέζεται σφιχτά στη βάση με κάποιο είδος φορτίου και να χύνεται περιμετρικά με εποξειδική κόλλα ή να στερεώνεται με κάποιο τρόπο χωρίς να διαταράσσεται η επιφάνεια της πίσω πλευράς του υποστρώματος (για παράδειγμα, με ένα πριτσίνι).

Παρασκευή της ένωσης και έκχυση του σώματος

Για την κατασκευή ενός στερεού σώματος μιας ηλεκτρονικής συσκευής, θα χρειαστεί να γίνει ένα σύνθετο μείγμα. Η σύνθεση του μείγματος ένωσης βασίζεται σε δύο συστατικά:

1. Εποξειδική ρητίνη χωρίς σκληρυντικό.
2. Σκόνη αλάβαστρο.

Χάρη στην προσθήκη αλάβαστρου, ο πλοίαρχος λύνει δύο προβλήματα ταυτόχρονα - λαμβάνει έναν εξαντλητικό όγκο της ένωσης χύτευσης σε ονομαστική κατανάλωση εποξειδικής ρητίνης και δημιουργεί ένα γέμισμα με τη βέλτιστη συνοχή.

Το μείγμα πρέπει να αναμειχθεί καλά, μετά το οποίο μπορεί να προστεθεί το σκληρυντικό και να αναμειχθεί ξανά καλά. Στη συνέχεια, η "αρθρωτή" εγκατάσταση χύνεται προσεκτικά μέσα στο κουτί από χαρτόνι με τη δημιουργημένη ένωση.

Το γέμισμα γίνεται στο επάνω επίπεδο, αφήνοντας μόνο ένα μέρος της κεφαλής του LED ελέγχου στην επιφάνεια. Αρχικά, η επιφάνεια της ένωσης μπορεί να μην φαίνεται εντελώς λεία, αλλά μετά από λίγο η εικόνα θα αλλάξει. Απομένει μόνο να περιμένουμε την πλήρη στερεοποίηση του casting.

Στην πραγματικότητα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν οποιαδήποτε κατάλληλα διαλύματα χύτευσης. Το κύριο κριτήριο είναι ότι η σύνθεση χύτευσης δεν πρέπει να είναι ηλεκτρικά αγώγιμη, καθώς και καλός βαθμός ακαμψίας χύτευσης μετά τη στερεοποίηση. Το χυτευμένο σώμα του ρελέ στερεάς κατάστασης είναι ένα είδος προστασίας για το ηλεκτρονικό κύκλωμα από τυχαία φυσική βλάβη.

Ταξινόμηση ηλεκτρονόμων στερεάς κατάστασης

Οι εφαρμογές ρελέ είναι ποικίλες, επομένως, τα σχεδιαστικά τους χαρακτηριστικά μπορεί να διαφέρουν πολύ, ανάλογα με τις ανάγκες ενός συγκεκριμένου αυτόματου κυκλώματος. Το TSR ταξινομείται σύμφωνα με τον αριθμό των συνδεδεμένων φάσεων, τον τύπο του ρεύματος λειτουργίας, τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού και τον τύπο του κυκλώματος ελέγχου.

Με τον αριθμό των συνδεδεμένων φάσεων

Τα ρελέ στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούνται τόσο σε οικιακές συσκευές όσο και σε βιομηχανικούς αυτοματισμούς με τάση λειτουργίας 380 V.

Επομένως, αυτές οι συσκευές ημιαγωγών, ανάλογα με τον αριθμό των φάσεων, χωρίζονται σε:

• μονή φάση;
• τρεις φάσεις.

Οι μονοφασικοί SSR σας επιτρέπουν να εργάζεστε με ρεύματα 10-100 ή 100-500 A. Ελέγχονται με χρήση αναλογικού σήματος.

Συνιστάται η σύνδεση καλωδίων διαφορετικών χρωμάτων σε ένα ρελέ τριών φάσεων, ώστε να μπορούν να συνδεθούν σωστά κατά την εγκατάσταση εξοπλισμού

Τα τριφασικά ρελέ στερεάς κατάστασης είναι ικανά να περνούν ρεύμα στην περιοχή από 10-120 A. Η συσκευή τους προϋποθέτει μια αναστρέψιμη αρχή λειτουργίας, η οποία διασφαλίζει την αξιοπιστία της ρύθμισης πολλών ηλεκτρικών κυκλωμάτων ταυτόχρονα.

Συχνά, οι τριφασικοί SSR χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία ενός επαγωγικού κινητήρα. Οι γρήγορες ασφάλειες περιλαμβάνονται απαραίτητα στο κύκλωμα ελέγχου του λόγω των υψηλών ρευμάτων εκκίνησης.

Ανά τύπο ρεύματος λειτουργίας

Τα ρελέ στερεάς κατάστασης δεν μπορούν να ρυθμιστούν ή να επαναπρογραμματιστούν, επομένως μπορούν να λειτουργήσουν σωστά μόνο εντός ενός συγκεκριμένου εύρους ηλεκτρικών παραμέτρων δικτύου.

Ανάλογα με τις ανάγκες, τα SSR μπορούν να ελέγχονται από ηλεκτρικά κυκλώματα με δύο τύπους ρεύματος:

• μόνιμος;
• μεταβλητές.

Ομοίως, είναι δυνατή η ταξινόμηση του TTR και κατά τον τύπο τάσης του ενεργού φορτίου. Τα περισσότερα ρελέ στις οικιακές συσκευές λειτουργούν με μεταβλητές παραμέτρους.

Το συνεχές ρεύμα δεν χρησιμοποιείται ως η κύρια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας σε καμία χώρα στον κόσμο, επομένως τα ρελέ αυτού του τύπου έχουν στενό πεδίο εφαρμογής

Οι συσκευές με σταθερό ρεύμα ελέγχου χαρακτηρίζονται από υψηλή αξιοπιστία και χρησιμοποιούν τάση 3-32 V για ρύθμιση. Αντέχουν σε μεγάλο εύρος θερμοκρασίας (-30..+70°C) χωρίς σημαντικές αλλαγές στα χαρακτηριστικά.

Τα ρελέ που ελέγχονται από εναλλασσόμενο ρεύμα έχουν τάση ελέγχου 3-32 V ή 70-280 V. Χαρακτηρίζονται από χαμηλές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και υψηλή ταχύτητα απόκρισης.

Με σχεδιαστικά χαρακτηριστικά

Τα ρελέ στερεάς κατάστασης εγκαθίστανται συχνά στον γενικό ηλεκτρικό πίνακα ενός διαμερίσματος, έτσι πολλά μοντέλα διαθέτουν μπλοκ στήριξης για τοποθέτηση σε ράγα DIN.

Επιπλέον, υπάρχουν ειδικά θερμαντικά σώματα που βρίσκονται μεταξύ του TSR και της επιφάνειας στήριξης. Σας επιτρέπουν να ψύχετε τη συσκευή σε υψηλά φορτία, διατηρώντας παράλληλα την απόδοσή της.

Το ρελέ είναι τοποθετημένο σε μια ράγα DIN κυρίως μέσω ενός ειδικού βραχίονα, ο οποίος έχει επίσης μια πρόσθετη λειτουργία - αφαιρεί την υπερβολική θερμότητα κατά τη λειτουργία της συσκευής

Μεταξύ του ρελέ και της ψύκτρας, συνιστάται η εφαρμογή μιας στρώσης θερμικής πάστας, η οποία αυξάνει την περιοχή επαφής και αυξάνει τη μεταφορά θερμότητας. Υπάρχουν επίσης TTR που έχουν σχεδιαστεί για στερέωση στον τοίχο με συνηθισμένες βίδες.

Ανά τύπο σχήματος ελέγχου

Η αρχή της λειτουργίας ενός ρυθμιζόμενου ρελέ τεχνολογίας δεν απαιτεί πάντα τη στιγμιαία λειτουργία του.

Ως εκ τούτου, οι κατασκευαστές έχουν αναπτύξει πολλά σχήματα ελέγχου SSR που χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς:

1. Μηδενικός έλεγχος. Αυτή η επιλογή για τον έλεγχο ενός ηλεκτρονόμου στερεάς κατάστασης προϋποθέτει λειτουργία μόνο σε τιμή τάσης 0. Χρησιμοποιείται σε συσκευές με χωρητικά, ωμικά (θερμαντήρες) και ασθενή επαγωγικά φορτία (μετασχηματιστές).
2. Στιγμή. Χρησιμοποιείται όταν είναι απαραίτητο να ενεργοποιηθεί το ρελέ απότομα όταν εφαρμόζεται ένα σήμα ελέγχου.
3. Φάση. Περιλαμβάνει τη ρύθμιση της τάσης εξόδου αλλάζοντας τις παραμέτρους του ρεύματος ελέγχου. Χρησιμοποιείται για την ομαλή αλλαγή του βαθμού θέρμανσης ή φωτισμού.

Τα ρελέ στερεάς κατάστασης διαφέρουν επίσης σε πολλές άλλες, λιγότερο σημαντικές, παραμέτρους.

Επομένως, όταν αγοράζετε ένα TSR, είναι σημαντικό να κατανοήσετε το σχέδιο λειτουργίας του συνδεδεμένου εξοπλισμού προκειμένου να αγοράσετε την πιο κατάλληλη συσκευή προσαρμογής για αυτό.

Πρέπει να παρέχεται απόθεμα ισχύος, επειδή το ρελέ έχει λειτουργικό πόρο που καταναλώνεται γρήγορα με συχνές υπερφορτώσεις.