Kietojo kūno relės: tipai, praktiniai pritaikymai, laidų schemos

Klasikiniai starteriai ir kontaktoriai pamažu tampa praeitimi. Jų vietą automobilių elektronikoje, buitiniuose prietaisuose ir pramoninėje automatikoje užima kietojo kūno relė - puslaidininkinis įtaisas, kuriame nėra judančių dalių.

Įrenginiai yra įvairių konstrukcijų ir laidų schemų, nuo kurių priklauso jų taikymo sritys. Prieš naudodamiesi įrenginiu, turite suprasti jo veikimo principą, sužinoti apie skirtingų tipų relių veikimo ir prijungimo ypatybes. Atsakymai į šiuos klausimus išsamiai aprašyti straipsnyje.

Kietojo kūno relės įtaisas

Šiuolaikinės kietojo kūno relės (TTR) yra moduliniai puslaidininkiniai įtaisai, kurie yra galios elektros jungikliai.

Pagrindinius šių prietaisų veikiančius mazgus vaizduoja triakai, tiristoriai ar tranzistoriai. TTR neturi judančių dalių, tai skiriasi nuo elektromechaninių relių.

Kietojo kūno relės dydis labai priklauso nuo didžiausios leistinos apkrovos ir galimybės pašalinti šilumą perduodant šilumą ir konvekciją (+)

Šių prietaisų vidinė struktūra gali labai skirtis priklausomai nuo reguliuojamos apkrovos tipo ir elektros grandinės.

Paprasčiausias kietojo kūno reles sudaro šie mazgai:

• įvesties mazgas su saugikliais;
• trigerinė grandinė;
• optinė (galvaninė) izoliacija;
• perjungimo mazgas;
• apsauginės grandinės;
• mazgo išvestis į apkrovą.

Įvesties mazgas TTR yra pirminė grandinė su nuosekliai sujungtu rezistoriumi. Šios grandinės saugiklis yra neprivalomas. Įvesties mazgo užduotis yra priimti valdymo signalą ir perduoti komandą apkrovos perjungimo jungikliams.

Esant kintamajai srovei, valdymo ir pagrindinei grandinei atskirti naudojama galvaninė izoliacija. Relės veikimo principas labai priklauso nuo jo įrenginio.Paleidimo grandinė, atsakinga už įvesties signalo apdorojimą, gali būti įmontuota į optinį izoliacijos bloką arba įrengta atskirai.

Apsauginis blokas apsaugo nuo perkrovų ir klaidų, nes sugedus įrenginiui, prijungta įranga taip pat gali sugesti.

Pagrindinis kietojo kūno relių tikslas yra uždaryti / atidaryti elektros tinklą naudojant silpną valdymo signalą. Skirtingai nuo elektromechaninių analogų, jie turi kompaktiškesnę formą ir eksploatacijos metu nesukuria būdingų paspaudimų.

TTR veikimo principas

Kietojo kūno relės veikimas yra gana paprastas. Dauguma TTR yra skirti valdyti automatiką tinkluose, kurių 20-480 V įtampa.

Optinė izoliacija leidžia sukurti minimalios galios valdymo signalus, o tai ypač svarbu jutikliams, veikiantiems iš autonominių energijos šaltinių (+)

Klasikinėje versijoje du jungiamosios grandinės kontaktai ir du valdymo laidai yra prietaiso dėžutėje. Jų skaičius gali kisti padidėjus prijungtų fazių skaičiui. Priklausomai nuo įtampos buvimo valdymo grandinėje, pagrindinę apkrovą puslaidininkių elementai įjungia arba išjungia.

Kietojo kūno relių bruožas yra begalinis pasipriešinimas. Jei elektromechaninių prietaisų kontaktai yra visiškai atjungti, tada, kai kietojo kūno būsenoje srovės nėra, tai užtikrina puslaidininkinių medžiagų savybės.

Todėl esant aukštai įtampai gali atsirasti nedidelių nuotėkio srovių, kurios gali neigiamai paveikti prijungtos įrangos veikimą.

Kietojo kūno relės klasifikacija

Relės apimtis yra įvairi, todėl jų konstrukcijos ypatybės gali labai skirtis, atsižvelgiant į konkrečios automatinės grandinės poreikius. TTR klasifikuojami pagal prijungtų fazių skaičių, veikimo srovės tipą, projektines ypatybes ir valdymo grandinės tipą.

Pagal prijungtų fazių skaičių

Kietojo kūno relės naudojamos tiek kaip buitinės technikos dalis, tiek pramoninėje automatikoje, kai darbinė įtampa yra 380 V.

Todėl šie puslaidininkiniai įtaisai, atsižvelgiant į fazių skaičių, yra suskirstyti į:

• vienfazis;
• trijų fazių.

Vienfazis TTR leisti dirbti su 10–100 arba 100–500 A. srovėmis. Jų valdymas atliekamas naudojant analoginį signalą.

Prie trifazės relės rekomenduojama prijungti įvairių spalvų laidus, kad montuodami įrangą galėtumėte juos teisingai sujungti.

Trifaziai kietojo kūno relės galintys perduoti srovę 10–120 A diapazone. Jų įtaisas apima grįžtamąjį veikimo principą, kuris užtikrina kelių elektros grandinių reguliavimo patikimumą vienu metu.

Dažnai indukciniam varikliui užtikrinti naudojami trifaziai SSR. Jo valdymo grandinėje greiti saugikliai būtinai įtraukiami dėl didelių įsibrovėlių srovių.

Pagal veikimo srovės tipą

Kietojo kūno relės negali būti sukonfigūruotos ar perprogramuotos, todėl jos gali tinkamai veikti tik esant tam tikram pagrindinio tinklo parametrų diapazonui.

Priklausomai nuo poreikių, TTR gali būti valdomas dviejų tipų elektros srovės grandinėmis:

• nuolatinis;
• kintamieji.

Panašiai TTR galima klasifikuoti pagal aktyviosios apkrovos įtampos tipą. Daugelis buitinių prietaisų relių veikia kintamais parametrais.

Bet kurioje pasaulio valstybėje nuolatinė srovė nenaudojama kaip pagrindinis elektros energijos šaltinis, todėl šio tipo relės yra siauros

Įrenginiai, turintys pastovią valdymo srovę, pasižymi dideliu patikimumu ir jų reguliavimui naudojama 3–32 V įtampa. Jie atlaiko platų temperatūrų diapazoną (–30 .. + 70 ° C), be reikšmingų charakteristikų pokyčių.

Relių, valdomų kintamąja srove, valdymo įtampa yra 3–32 V arba 70–280 V.Jie išsiskiria mažais elektromagnetiniais trukdžiais ir dideliu atsako greičiu.

Pagal dizaino ypatybes

Kietojo kūno relės dažnai montuojamos bendrame buto elektriniame skydelyje, todėl daugelyje modelių yra montavimo blokas, skirtas montuoti ant DIN bėgelio.

Be to, tarp TTR ir atraminio paviršiaus yra specialūs radiatoriai. Jie leidžia atvėsinti įrenginį esant didelėms apkrovoms, išlaikant jo našumą.

Relė montuojama ant DIN bėgelio daugiausia per specialų laikiklį, kuris turi papildomą funkciją - jis pašalina šilumos perteklių veikimo metu

Tarp relės ir radiatoriaus rekomenduojama uždėti termo pastos sluoksnį, kuris padidina kontaktinį plotą ir padidina šilumos perdavimą. Taip pat yra TTR, skirtų pritvirtinti prie sienos paprastais varžtais.

Pagal kontrolės schemos tipą

Ne visada reguliuojamos relės technologijos veikimo principas reikalauja momentinio jos veikimo.

Todėl gamintojai sukūrė keletą TTR valdymo schemų, kurios naudojamos įvairiose srityse:

1. Valdymas „per nulį“. Ši parinktis, skirta valdyti kietojo kūno relę, suveikia tik tada, kai įtampos vertė lygi 0. Jis naudojamas įrenginiuose su talpinėmis, varžinėmis (šildytuvais) ir silpnomis indukcinėmis (transformatorinėmis) apkrovomis.
2. Akimirksniu. Jis naudojamas, kai reikalingas staigus relės veikimas, kai įjungiamas valdymo signalas.
3. Fazė. Ji priima išėjimo įtampos reguliavimą keičiant valdymo srovės parametrus. Jis naudojamas norint sklandžiai pakeisti šildymo ar apšvietimo laipsnį.

Kietojo kūno relės skiriasi daugeliu kitų, mažiau reikšmingų, parametrų. Todėl, perkant TTR, svarbu suprasti prijungtos įrangos veikimo schemą, kad būtų galima įsigyti tinkamiausią reguliavimo įrenginį.

Turi būti numatytas galios rezervas, nes relė turi eksploatacinius išteklius, kurie greitai sunaudojami esant dažnai perkrautoms.

TTR pranašumai ir trūkumai

Kietojo kūno relės ne veltui išstumia iš rinkos įprastus starterius ir kontaktorius. Šie puslaidininkiniai įtaisai turi daug pranašumų, palyginti su elektromechaniniais kolegomis, todėl vartotojai pasirenka juos.

Mikroschemų relė yra kompaktiškų matmenų ir ją labai riboja maksimali perduodama srovė. Jie pritvirtinami daugiausia litavus specialias kojas

Šie pranašumai apima:

1. Mažos energijos sąnaudos (90% mažiau).
2. Kompaktiški matmenys montuojant prietaisus ribotoje erdvėje.
3. Didelis paleidimo ir išjungimo greitis
4. Sumažintas veikimo triukšmas; nėra elektromechaninei relei būdingų paspaudimų.
5. Nereikia jokios priežiūros.
6. Ilgas tarnavimo laikas dėl daugybės milijonų operacijų.
7. Dėl plačių elektroninių komponentų modifikavimo galimybių TTR išplėtė taikymo sritis.
8. Trūksta elektromagnetinių trukdžių veikiant.
9. Kontaktų sugadinimas dėl jų mechaninio smūgio neįmanomas.
10. Trūksta tiesioginio fizinio kontakto tarp valdymo ir perjungimo grandinių.
11. Gebėjimas reguliuoti apkrovą.
12. Impulsiniame TTR yra automatinės grandinės, saugančios nuo perkrovų.
13. Naudojimo sprogioje aplinkoje galimybė.

Nurodyti kietojo kūno relių pranašumai ne visada yra pakankami normaliam įrangos darbui. Štai kodėl jie dar nevisiškai pakeitė elektromechaninius kontaktorius.

Norint, kad galingos kietojo kūno relės veiktų stabiliai, svarbu efektyvus šilumos išsiskyrimas, nes esant aukštesnei temperatūrai apkrovos įtampa smarkiai iškraipoma (+)

TTR taip pat turi trūkumų, kurie neleidžia jais naudotis daugeliu atvejų.

Minusai apima:

1. Daugumos prietaisų, kurių įtampa viršija 0,5 kV, nesugebėjimas.
2. Aukštos išlaidos.
3. Jautrumas didelėms srovėms, ypač elektros variklių paleidimo grandinėse.
4. Naudojimo apribojimai esant didelei drėgmei.
5. Kritinis eksploatacinių savybių sumažėjimas esant žemesnei kaip 30 ° C šalčiai ir aukštesnei kaip 70 ° C šilumai.
6. Dėl kompaktiško dėklo prietaisas gali būti per daug įkaitinamas esant didelėms apkrovoms, todėl reikia naudoti specialius pasyvius ar aktyvius aušinimo įtaisus.
7. Galimybė išlydyti prietaisą nuo kaitinimo trumpojo jungimo metu.
8. Mikro srovės uždaroje relės būsenoje gali būti labai svarbios įrangos darbui. Pvz., Fluorescencinės lempos, prijungtos prie tinklo, gali periodiškai blyksėti.

Taigi kietojo kūno relės turi specifines programas. Aukštos įtampos pramoninės įrangos grandinėse jų naudojimas smarkiai apribotas dėl netobulų puslaidininkinių medžiagų fizikinių savybių.

Tačiau buitinių prietaisų ir automobilių pramonėje TTR užima stiprią vietą dėl savo teigiamų savybių.

Galimos laidų schemos

Kietojo kūno relinių jungčių schemos gali būti labai įvairios. Kiekviena elektros grandinė yra pastatyta atsižvelgiant į prijungtos apkrovos savybes. Į grandinę gali būti pridedami papildomi saugikliai, valdikliai ir valdymo įtaisai.

Dėl to, kad valdymo grandinės ir apkrovos įrenginyje nesutampa, jų elektrinės charakteristikos gali skirtis bet kokiais parametrais (+)

Toliau bus pateiktos pačios paprasčiausios ir dažniausios TTR ryšio schemos:

• paprastai atviras;
• su prijungta grandine;
• paprastai uždaras;
• trifazis;
• grįžtamasis.

Paprastai atvira (atvira) grandinė - relė, kurios apkrova įjungiama esant valdymo signalui. Tai yra, prijungta įranga yra išjungiama, kai 3 ir 4 įėjimai yra išjungti.

Prieš perkant relę, būtina nustatyti pradinės būklės, reikalingos (uždaryta arba atidaryta), rūšį, kad būtų užtikrintas tinkamas prijungtos įrangos veikimas (+)

Paprastai uždara grandinė - turima omenyje relė, kurios apkrova įjungiama, jei nėra valdymo signalo. Tai yra, prijungta įranga yra darbinės būklės, kai 3 ir 4 įėjimai nėra įjungti.

Yra kietojo kūno relės prijungimo schema, kurioje valdymo ir apkrovos įtampa yra vienoda. Šis metodas gali būti naudojamas vienu metu darbui nuolatinės ir kintamosios srovės tinkluose.

Trifazės relės sujungtas šiek tiek skirtingais principais. Kontaktus galima sujungti pasirinkus „Žvaigždutė“, „Trikampis“ arba „Žvaigždė su neutralia“.

Trifazių relių prijungimo schemos pasirinkimas labai priklauso nuo įrenginių, prijungtų prie jo, kaip apkrovos, veikimo ypatybių

Kietojo kūno grįžtamosios relės yra naudojami elektriniuose varikliuose atitinkamu režimu. Jie gaminami trifazėje versijoje ir apima dvi valdymo kilpas.

Jei relei svarbu stebėti kontaktų sujungimo poliškumą, tada žymėjimas visada nurodys, kur prijungti fazę ir nulį.

Elektrines grandines su TTR reikia surinkti tik po to, kai jos iš anksto nubraižytos ant popieriaus, nes netinkamai prijungti įrenginiai gali sugesti dėl trumpojo jungimo.

Praktinis prietaisų naudojimas

Kietojo kūno relės naudojamos gana plačiai. Dėl didelio patikimumo ir to, kad nereikia reguliarios priežiūros, jie dažnai montuojami sunkiai pasiekiamose įrangos vietose.

Daugelyje relių jungiant valdymo kilpos laidus reikia poliškumo, į kurį reikia atsižvelgti montuojant įrangą

Pagrindinės TTR taikymo sritys yra:

• Termoreguliacijos sistema naudojant šildymo elementus;
• palaikant stabilią temperatūrą technologiniuose procesuose;
• transformatoriaus veikimo valdymas;
• apšvietimo reguliavimas;
• judesio jutiklio grandinės, apšvietimas, gatvės apšvietimo fotojutikliai ir panašiai;
• elektrinio variklio valdymas;
• nepertraukiamo maitinimo šaltiniai.

Didėjant buitinių prietaisų automatizavimui, kietojo kūno relės tampa vis labiau paplitusios, o besivystančios puslaidininkių technologijos nuolat atveria naujas jų taikymo sritis.

Jei norite, galite patys surinkti kietojo kūno relę. Išsamios instrukcijos pateiktos šis straipsnis.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Pateikti vaizdo įrašai padės geriau suprasti kietojo kūno relių veikimą ir susipažinti su jų prijungimo būdais.

Praktinis paprastos kietojo kūno relės veikimo demonstravimas:

Kietojo kūno relių veikimo variantų ir ypatumų analizė:

TTR veikimo ir šildymo laipsnio patikrinimas:

Beveik kiekvienas gali sumontuoti elektros grandinę iš kietojo kūno relės ir jutiklio.

Tačiau norint suplanuoti darbo schemą, reikia pagrindinių elektrotechnikos žinių, nes netinkamas prijungimas gali sukelti elektros šoką ar trumpąjį jungimą. Tačiau atlikdami teisingus veiksmus galite gauti daug naudingų prietaisų kasdieniame gyvenime.

Ar yra ką papildyti, ar turite klausimų apie kietojo kūno relių prijungimą ir naudojimą? Galite palikti komentarus apie leidinį, dalyvauti diskusijose ir pasidalyti savo patirtimi naudojantis tokiais prietaisais. Kontaktinė forma yra apatiniame bloke.