Твердотельное реле: схема, обзор цен, принцип работы — Asutpp
Опубликовано: 03.09.2018
Часто для работы и контроля различного оборудования требуются устройства небольших размеров и высокого уровня надежности. Малогабаритные твердотельные реле постоянного и переменного тока используются в промышленности и быту, их легко можно сделать и установить своими руками.
Принцип работы
Твердотельное малогабаритное или замкнутое реле – это устройство для управления различными механизмами при помощи полупроводниковых элементов. Именно это и является основным отличием таких реле от обычных. В обычных для приведения какой-либо электрический механизм в действие используются контакты, которые периодически замыкаются и размыкаются. В твердотельных моделях эту роль выполняют тиристоры, транзисторы и симисторы.
Видео: тестирование твердотельного реле.
Твердотельные реле бывают трехфазные, однофазные, для постоянного и переменного тока (ESR и HPR). Соответственно, в зависимости от области использования меняется их принцип действия. Принцип работы твердотельного реле имеет следующий вид: когда на вход поступает электрический сигнал, в работу включается триггерная сеть и оптрон. Учитывая, что импульсы передают бесконтактно, между полупроводниками возникает гальваническая развязка, которая исчезает в момент включения диода или оптрона. Такое действие не изменяет в зависимости от применения транзисторов или симисторов.
Как сказано выше, они также бывают одно и трехфазные:
Однофазное реле способно переключать нагрузки только в одной фазе, оно не имеет реверса или других функций. Конструктивно представляет собой небольшую деталь, визуально имеющую несколько выводов. Известные регуляторы мощности: Sipin, Fotek, Autonics, GND;
Принцип подключения модели GND
Трехфазное электронное твердотельное реле обеспечивается управление и переключение нескольких фаз (его применяют для электродвигателя, станочного оборудования и прочих отраслей промышленности). Оно бывает реверсивное и нет, в зависимости от этого может запускать и контролировать различные процессы. Реверсивный пускатель позволяет обеспечить работу двигателя в разных направлениях, поэтому является более популярным. Это Sharp, Omron и Greegoo. Отдельно нужно сказать про маркировку, иностранные модели помечаются так: GD – однофазное, GT – трехфазное.
Помимо этого регулятор можно устанавливать на различные поверхности, от чего также варьируется его область использования. Некоторые можно установить на дин-рейку (din-рейку), в то время как большинство компактных твердотельных моделей можно подключить «контактами» напрямую при помощи специальной планки.
Модель ТМ твердотельного реле
Достоинства твердотельного реле:
Долговечность. Без физического контакта из-за отсутствия коммутации, устройство может осуществлять большее количество включений и выключений. Это оптоэлектронное реле может производить до десятков тысяч подключений; Этот аналог обычного реле обеспечит качественное бесконтактное подключение и контроль нагрузки; В зависимости от мощности и типа мощности, прибор может использоваться для мягкого перехода между сетью постоянного и переменного тока. Плавным называется тот переход, где при снижении частоты и направления заряженных частиц сигнал, поступающий на вход, максимально сохраняется; Широкая область использования. Его можно применять в различных отраслях промышленности, бытовых условиях и т. д.; Они выдерживают перегрузки даже на 200% выше номинально указанных.Даже после многочисленных перегрузок им не понадобится замена; Высокая защита от перепадов тока и напряжения. Напряжение даже в бытовой сети редко остается постоянным, оно изменяется в зависимости от количества подключенных устройств, типа проводов и прочих факторов. Такие скачки могут вызвать короткое замыкание и повреждение аппаратуры. Импульсное твердотельное реле обладает отлично защитой от таких неприятностей, поэтому часто используется для обеспечения долговечной эксплуатации нагревателей, холодильных камер, компьютерной техники.Но прибор имеет и определенные недостатки. Во-первых, это полупроводниковое реле довольно дорого стоит, кроме того, купить его можно только в специализированных магазинах. Во-вторых, во время первичной коммутации у асинхронного двигателя (соответственно, при использовании трехфазной модели) возникают сильные скачки тока. И последний минус в том, что применение реле возможно только в зонах с нормальным уровнем пыли и влажности.
Подключение
Но, перед тем как подключить твердотельное реле на транзисторах или симисторах, нужно знать несколько правил его установки:
Силовое оптореле можно подключить только винтовым способом, сварка и пайка повредят хрупкие контакты; При работе устройство сильно нагревается, поэтому возле него не должно быть легковоспламеняющихся деталей; Некоторые модели реле (особенно в авто) очень легко и быстро нагреваются свыше 60 градусов, что может повредить их контакты. Чтобы избежать этого их следует устанавливать на радиатор охлаждения; При первом запуске очень важно следить за напряжением. Контролем нужно обеспечить его «ровное» состояние хотя бы на первое время, иначе устройство сгорит от короткого замыкания.Схема подключения твердотельного реле практически такая же, как и включения в сеть обычного контроллера. На плату полевых транзисторов (симисторов, и т. д.) подается напряжение от локальной линии. Самое главное – это подать электрический ток на ноль-контакт (в цепи управления). Остальное наглядно демонстрирует схема:
Схема включения твердотельного реле
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 |
Обзор цен
Цена на твердотельные реле варьируется в зависимости от их типа и марки:
| Город | Стоимость SSR10АА, у. е. |
| Екатеринбург | 4 |
| Москва | 5 |
| Новосибирск | 4 |
| СПб | 5 |
| Краснодар | 4 |
| Воронеж | 4 |
| Нижний Новгород | 4 |