Praktická aplikace a schéma zapojení polovodičového relé

Klasické spouštěče a stykače postupně odcházejí v minulosti. Jejich místo v automobilové elektronice, domácích spotřebičích a průmyslové automatizaci je polovodičové relé. Toto polovodičové zařízení může mít různá provedení a schémata připojení, která závisí na rozsahu zařízení.

Obsah
  1. Zařízení pro polovodičové relé
  2. Princip fungování TTR
  3. Klasifikace polovodičových relé
  4. Podle počtu připojených fází
  5. Podle typu pracovního proudu
  6. Podle konstrukčních prvků
  7. Podle typu řídicího obvodu
  8. Výhody a nevýhody TTP
  9. Možné režimy připojení
  10. Praktické použití zařízení
  11. Video materiály s polovodičovým relé

Zařízení pro polovodičové relé

Moderní polovodičová relé (TTD) jsou modulární polovodičová zařízení, která jsou výkonovými spínači.

Klíčovými provozními jednotkami těchto zařízení jsou somistory, tyristory nebo tranzistory. TTR nemají pohyblivé části, které se liší od elektromechanických relé.

Velikost polovodičového relé závisí do značné míry na maximálním přípustném zatížení a schopnosti odvádět teplo přes přenos tepla a konvekci

.

Vnitřní zařízení těchto zařízení se může značně lišit v závislosti na typu regulovaného zatížení a elektrického obvodu. Nejjednodušší polovodičová relé zahrnují následující uzly:

  • Vstupní uzel s pojistkami.
  • Spoušťřetězce
  • Optické (galvanické) propojení.
  • Přepínání uzlu.
  • Ochranné řetězy.
  • Uzel výstupu k zatížení.
  • Vstupní uzel TTP je primární obvod sériově zapojeného rezistoru. Pojistka v tomto obvodu je volitelně zabudována. Cílem přihlašovacího místa je přijmout řídicí signál a přenést příkazy k přepínačům dojíždějících zátěží.

    Se střídavým proudem se používá galvanické řešení pro rozdělení řízení a hlavního okruhu. Z jeho zařízení do značné míry závisí na principu relé. Spouštěcí obvod, který je zodpovědný za zpracování vstupního signálu, může být zahrnut do optického odpojovacího uzlu nebo umístěn odděleně.

    Ochranný uzel zabraňuje přetížení a chybám, protože v případě poruchy zařízení může selhat a technika je připojena.

    Hlavním účelem polovodičových relé je uzamčení /odpojení elektrické sítě pomocí slabého řídicího signálu. Na rozdíl od elektromechanických analogů mají kompaktnější formu a nevytvářejí typická kliknutí během procesu.

    Zásada TTP

    Provoz polovodičového relé je poměrně jednoduchý. Většina TTP je určena pro řízení automatizace v sítích 20-480 Art.

    Optická interpolace umožňuje vytvoření manažerských signálů s minimálním výkonem, což je kritické pro senzory pracující z autonomních zdrojů

    .

    Při klasickém provedení obsahuje skříň zařízení dva kontakty telefonického okruhu a dva řídicí vodiče. Jejichmnožství se může měnit s rostoucím počtem připojených fází. V závislosti na přítomnosti napětí v řídicím obvodu se hlavní zátěž zapíná nebo vypíná polovodičovými prvky.

    Charakteristikou polovodičových relé je přítomnost neodolného odporu. Pokud jsou kontakty v elektromechanických zařízeních zcela odpojeny, pak je nepřítomnost proudu v obvodu v pevné fázi zajištěna vlastnostmi polovodičových materiálů. Proto se při vysokých napětích mohou vyskytnout malé svodové proudy, které mohou nepříznivě ovlivnit práci připojeného zařízení.

    Klasifikace polovodičových relé

    \ t

    Oblasti použití relé jsou rozmanité, a proto se jejich konstrukční vlastnosti mohou značně lišit v závislosti na potřebách konkrétního automatického obvodu. Klasifikujte TTR podle počtu připojených fází, typu pracovního proudu, konstrukčních prvků a schématu řízení typu.

    Podle počtu připojených fází

    Polovodičová relé se používají jak v domácích spotřebičích, tak v průmyslové automatizaci s pracovním napětím 380V. Proto jsou tato polovodičová zařízení, v závislosti na počtu fází, rozdělena na:

    • jednofázové;
    • třífázový.

    Jednofázové TTR vám umožňují pracovat s proudy 10-100 nebo 100-500A. Jejich ovládání se provádí analogovým signálem.

    K trojfázovému relé se doporučuje připojit vodiče různých barev, aby mohly být při instalaci zařízení správně připojeny

    TřífázovýPolovodičová relé jsou schopna přenášet proud v rozsahu 10-120A. Jejich zařízení zahrnuje reverzibilní princip činnosti, který zajišťuje spolehlivost regulace několika elektrických obvodů současně. Třífázové TTR se často používají k zajištění asynchronního chodu motoru. V jeho electroscheme vedení nutně zahrnovat rychlé pojistky protože vysokých proudů.

    Podle typu pracovního proudu

    Relé v pevné fázi lze konfigurovat nebo přeprogramovat, takže mohou pracovat normálně pouze s určitým rozsahem síťových parametrů. V závislosti na potřebách TTR mohou být řízeny elektrickými obvody se dvěma typy proudu:

    • konstantní;
    • proměnné.

    Podobně je možné klasifikovat TPD a typ napětí aktivního zatížení. Většina relé v domácích spotřebičích pracuje s proměnnými parametry.

    DC se nepoužívá jako hlavní zdroj elektřiny v žádné zemi na světě, proto mají relé tohoto typu úzký rozsah působnosti

    .

    Přístroje s konstantním regulačním proudem se vyznačují vysokou spolehlivostí a regulačním napětím 3-32 art. Odolávají širokému rozsahu teplot (-30 .. + 70 ° С) bez výrazných změn vlastností.

    Relé řízené střídavým proudem mají řídicí napětí 3-32 nebo 70-280 Volt. Liší se nízkým elektromagnetickým rušením a vysokou provozní rychlostí.

    Podle konstrukčních prvků

    Relé v pevné fázi jsou často společnéByt má elektrickou zásuvku, tolik modelů má montážní podložku pro montáž na DIN lištu. Navíc jsou mezi TTR a nosnou plochou umístěny speciální radiátory. Umožňují chladit spotřebič při vysokém zatížení při zachování jeho výkonu.

    Relé je upevněno na DIN lištu, zejména pomocí speciálního držáku, který má přídavnou funkci - při provozu zařízení odstraňuje přebytečné teplo

    Mezi relé a radiátorem se doporučuje nanášet vrstvu termoplastu, což zvyšuje plochu kontaktu a zvyšuje tepelný výkon. Tam jsou také TTD, které jsou určeny k upevnění na zeď pomocí běžných šroubů.

    Podle typu řídicího obvodu

    Ne vždy princip činnosti nastavitelného relé vyžaduje jeho okamžitý provoz. Výrobci proto vyvinuli několik režimů řízení pro TTP, které se používají v různých oblastech:

  • Kontrola "přes nulu". Taková varianta řízení polovodičového relé umožňuje provoz pouze při hodnotě napětí rovné 0. Používá se v zařízeních s kapacitním, odporovým (ohřívačem) a slabým indukčním (transformátorovým) zatížením.
  • Instant. Je-li to nutné, aktivuje se relé při použití řídicího signálu.
  • Fáze. Umožňuje nastavení výstupního napětí změnou parametrů řídicího proudu. Používá se pro plynulou změnu stupně vytápění nebo osvětlení.
  • Relé v pevné fázi se liší v mnoha jiných, méně významných parametrech. Proto je při nákupu TTP důležité pochopit schémaPráce na připojeném zařízení je pro něj získat nejvhodnější řídicí zařízení.

    Je nezbytné poskytnout rezervu energie, protože relé má provozní zdroj, který se rychle spotřebovává při častých přechodech.

    Výhody a nevýhody TTP

    Polovodičová relé jsou marně přeplněna obvyklými startéry a stykači. Tato polovodičová zařízení mají oproti elektromechanickým analogům mnoho výhod, díky čemuž se spotřebitelé přestávají rozhodovat právě pro ně.

    Relé pro čip má kompaktní velikost a je velmi omezeno maximálním průchodem proudu. Upevňují se především pájením speciálních nožiček

    .

    Mezi tyto přínosy patří:

  • Nízká spotřeba elektřiny (o 90% nižší).
  • Kompaktní rozměry, které umožňují namontovat zařízení do uzavřeného prostoru.
  • Vysoká rychlost spuštění a vypnutí
  • Snížený objem, který není typický pro elektromechanické klikové relé.
  • Nepředpokládá se údržba.
  • Dlouhá životnost díky zdrojům stovek milionů aplikací.
  • Vzhledem k rozsáhlým možnostem úpravy elektronických uzlů rozšířily TTP aplikace.
  • Během provozu není elektromagnetické rušení.
  • Poškození kontaktu způsobené mechanickým šokem je vyloučeno.
  • Absence přímého fyzického kontaktu mezi ovládacím a spínacím obvodem.
  • Možnost nastavení zatížení.
  • Přítomnost napulzní TTR jističe, které chrání před přetížením.
  • Schopnost používat ve výbušném prostředí.
  • Výše ​​uvedené výhody polovodičových relé nejsou vždy dostatečné pro normální provoz zařízení. Proto elektromechanické stykače zcela nenahradili.

    Pro stabilní provoz výkonných polovodičových relé je důležitý účinný odvod tepla, protože při vysokých teplotách je zátěžové napětí prudce zkresleno

    TTD mají nevýhody, které neumožňují jejich použití v mnoha případech. Mezi ně patří:

  • Neschopnost provozovat většinu zařízení s napětím vyšším než 0,5 kV.
  • Vysoké náklady.
  • Citlivost na vysoké proudy, zejména ve spouštěcích obvodech elektromotorů.
  • Omezení použití v podmínkách vysoké vlhkosti.
  • Kritické snížení výkonu při teplotách pod 30 ° C mrazu a nad 70 ° C tepla.
  • Kompaktní pouzdro vede k nadměrnému zahřívání zařízení při stabilním vysokém zatížení, což vyžaduje použití speciálních pasivních nebo aktivních chladicích zařízení.
  • Schopnost roztavit zařízení před zahřátím zkratem.
  • Mikroproudy relé s uzavřeným okruhem mohou být kritické pro provoz zařízení. Například zářivky připojené k síti mohou pravidelně blikat.
  • Relé v pevné fázi mají tedy určité aplikace. V řetězcích vysokonapěťových průmyslových zařízení z nichpoužití je ostře omezeno kvůli nedokonalým fyzikálním vlastnostem polovodičových materiálů. V oblasti domácích spotřebičů a automobilového průmyslu jsou však TTR díky svým pozitivním vlastnostem silně zastoupeny.

    Možné režimy připojení

    Obvody relé polovodičového relé mohou být velmi rozdílné. Každý elektrický obvod je konstruován na základě vlastností připojené zátěže. K obvodu mohou být přidány další pojistky, regulátory a řídicí zařízení.

    Vzhledem k tomu, že řídicí a zátěžové řetězy v zařízení se nepřekrývají, jejich elektrické charakteristiky se mohou lišit v závislosti na parametrech

    .

    Níže jsou uvedeny nejběžnější a nejběžnější schémata připojení TTP.

    • je normálně otevřený;
    • s vázaným obvodem;
    • normálně zavřené;
    • třífázové;
    • je reverzibilní.

    Pod normálně otevřeným (odemčeno) se vztahuje na relé, jehož zátěž je pod napětím, když je přítomen řídicí signál. To znamená, že připojené zařízení je odpojeno, když je vyčerpáno na vstupech 3 a 4.

    Před nákupem relé je nutné určit nezbytný typ jeho počátečního stavu (uzavřený nebo otevřený), aby byla zajištěna správná funkce připojeného zařízení

    Za normálně uzavřené se považuje relé, jehož zátěž je pod napětím, když není žádný řídicí signál. To znamená, že připojená technika se objeví vprovozní podmínky na vnějších vstupech 3 a 4.

    Je zde okruh pro připojení polovodičového relé, ve kterém jsou regulátor a zátěžové napětí stejné. Tato metoda může být použita současně pro práci v sítích přímého a střídavého proudu.

    Třífázová relé jsou spojena poněkud odlišnými principy. Kontakty mohou být spojeny ve variantách "Star", "Triangle" nebo "Star with Neutral".

    Volba systému třífázového reléového zapojení do značné míry závisí na zvláštnostech práce zařízení připojeného k němu jako zátěže

    .

    Reverzní polovodičová relé se používají v elektromotorech v příslušném režimu. Jsou vyráběny ve třífázovém provedení a obsahují dva řídicí obvody.

    Pokud je pro relé důležité spojení s kontakty, pak bude označení vždy označovat, kde se má fáze připojit a nulu

    Elektrické obvody je nutné odebírat pouze z TTP poté, co byly na papír nataženy, protože nesprávně připojená zařízení mohou selhat v důsledku zkratu.

    Praktické použití zařízení

    \ t

    Rozsah použití polovodičových relé je poměrně rozsáhlý. Díky vysoké spolehlivosti a nedostatku pravidelné údržby jsou často instalovány v těžko přístupných oblastech zařízení.

    Mnoho vodičů zapojujících řídicí obvody vyžaduje splnění polarity, která musí být zohledněna při instalaci zařízení

    Hlavní oblastiaplikace TTP je:

    • termoregulační systém používající stany;
    • udržování stabilní teploty v technologických procesech;
    • řízení provozu transformátorů;
    • řízení osvětlení;
    • řízení elektrických motorů;
    • schéma pohybových senzorů, osvětlení, foto senzorů atd .;
    • nepřerušitelný zdroj napájení.

    S rostoucí automatizací domácích spotřebičů se rozšiřují polovodičová relé a vývoj polovodičových technologií neustále otevírá nové oblasti jejich použití.

    Video materiály s polovodičovým relé

    Prezentovaná videa vám pomohou lépe porozumět provozu polovodičových relé a zjistit, jak je připojit.

    Praktická ukázka práce nejjednoduššího polovodičového relé:

    Separace odrůd a vlastností polovodičových relé:

    Zkoušky a stupeň vytápění TTP:

    Pro montáž elektrického obvodu z polovodičového relé a snímače může být prakticky každá osoba. Plánování pracovního okruhu však vyžaduje základní znalosti v elektrotechnice, protože nesprávné připojení může vést k úrazu elektrickým proudem nebo zkratu. V důsledku správného jednání však můžete v každodenním životě získat spoustu užitečných zařízení.