Prebacivanje snažnih opterećenja. Ispravno kliknemo relej. Električni luk Prebacivanje induktivnog istosmjernog opterećenja

Upravljanje snažnim opterećenjima je prilično popularna tema među ljudima koji su na ovaj ili onaj način zabrinuti za kućnu automatizaciju, i općenito, bez obzira na platformu: bila to Arduino, Rapsberry Pi, Unwired One ili druga platforma, uključite i isključite neku vrsta grijača, kotao ili kanalski ventilator morat će se upotrijebiti prije ili kasnije.

Tradicionalna dilema ovdje je s čime zapravo putovati na posao. Kao što su mnogi naučili iz svog tužnog iskustva, kineski releji nemaju odgovarajuću pouzdanost - prilikom prebacivanja snažnog induktivnog opterećenja, kontakti snažno iskre, au jednom trenutku mogu se jednostavno zalijepiti. Morate instalirati dva releja - drugi za zaštitu od otvaranja.

Umjesto releja, možete instalirati triac ili poluprovodnički relej (u suštini isti tiristor ili uređaj s efektom polja s logičkim krugom upravljanja signalom i opto-izolatorom u jednom paketu), ali oni imaju još jedan nedostatak - zagrijavaju se . U skladu s tim, potreban je radijator, što povećava dimenzije strukture.

Želim vam reći o jednostavnoj i prilično očitoj, ali u isto vrijeme rijetko viđenoj shemi koja to može učiniti:

Galvanska izolacija ulaza i opterećenja

Preklapanje induktivnih trošila bez strujnih i naponskih udara

Nema značajnog stvaranja topline čak ni pri najvećoj snazi

Ali prvo, nekoliko ilustracija. U svim slučajevima korišteni su TTI releji serije TRJ i TRIL, a kao opterećenje korišten je usisivač snage 650 W.

Klasična shema - povezujemo usisavač kroz redoviti relej. Zatim na usisavač spojimo osciloskop (Oprez! Ili osciloskop ili usisavač - ili još bolje oba - moraju biti galvanski odvojeni od zemlje! Ne stavljajte prste ili jaja u soljenku! Ne ne šalite se s 220 V!) i pogledajte.

Uključi:

Morao sam postići gotovo maksimalni mrežni napon (pokušaj vezati elektromagnetski relej na prijelaz nule je katastrofalan zadatak: presporo je). Kratki val s gotovo okomitim frontama bujao je u oba smjera, a smetnje su letjele u svim smjerovima. Očekivano.

Isključiti:

Iznenadni gubitak napona na induktivnom opterećenju ne sluti na dobro - val će letjeti prema gore. Osim toga, vidite li ovaj šum na sinusnom valu milisekundi prije stvarnog gašenja? Ovo je iskrenje kontakata releja koji su se počeli otvarati, zbog čega će se jednog dana zaglaviti.

Dakle, loše je uključiti induktivno opterećenje s "golim" relejem. Što ćemo napraviti? Pokušajmo dodati prigušivač - RC lanac otpornika od 120 Ohma i kondenzatora od 0,15 µF.

Uključi:

Bolje, ali ne puno. Izbačaj je smanjen u visini, ali je uglavnom očuvan.

Isključiti:

Ista slika. Krhotine su ostale, štoviše, ostalo je iskrenje kontakata releja, iako uvelike smanjeno.

Zaključak: sa snubberom je bolje nego bez snubbera, ali ne rješava problem globalno. Međutim, ako želite prebaciti induktivna opterećenja s običnim relejem, ugradite prigušivač. Ocjene se moraju odabrati za određeno opterećenje, ali čini se da su otpornik od 1 W na 100-120 Ohma i kondenzator na 0,1 µF razumna opcija za ovaj slučaj.

Povezana literatura: Agilent - Napomena o aplikaciji 1399, “Maksimiziranje životnog vijeka vaših releja.” Kod rada releja na najlošijoj vrsti opterećenja - motoru, koji osim induktiviteta ima i vrlo mali otpor pri startu - dobri autori preporučuju smanjenje nazivnog vijeka releja za pet puta.

Sada napravimo skakački potez - kombinirat ćemo triac, driver triac s detekcijom nule i relej u jedan krug.

Što je na ovom dijagramu? S lijeve strane je ulaz. Kada se na njega primijeni "1", kondenzator C2 se gotovo trenutno puni kroz R1 i donju polovicu D1; Optorelay VO1 se uključuje, čeka najbliži prijelaz nule (MOC3063 - s ugrađenim krugom detektora nule) i uključuje triak D4. Počinje opterećenje.

Kondenzator C1 se puni kroz lanac R1 i R2, što traje otprilike t=RC ~ 100 ms. To je nekoliko razdoblja mrežnog napona, odnosno za to vrijeme triac će imati vremena za uključivanje, zajamčeno. Zatim se otvara Q1 i uključuje se relej K1 (kao i LED D2, koji svijetli ugodnim smaragdnim svjetlom). Kontakti releja zaobilaze triac, pa onda - dok se ne isključi - ne sudjeluje u radu. I ne grije se.

Isključivanje je obrnutim redoslijedom. Čim se na ulazu pojavi "0", C1 se brzo isprazni kroz gornji krak D1 i R1, relej se isključuje. Ali triac ostaje uključen oko 100 ms, budući da se C2 ispušta kroz R3 od 100 kiloohma. Štoviše, budući da struja drži trijak otvorenim, čak i nakon što se VO1 isključi, ostat će otvoren dok struja opterećenja ne padne u sljedećem poluciklusu ispod struje zadržavanja trijaka.

Uključenje, Ubrajanje:

Ugasiti:

Prelijepo, zar ne? Štoviše, kada se koriste moderni triaci koji su otporni na brze promjene struje i napona (svi veći proizvođači imaju takve modele - NXP, ST, Onsemi itd., nazivi počinju s "BTA"), prigušivač uopće nije potreban, u bilo kojem obliku.

Štoviše, ako se sjetite pametnjakovića iz Agilenta i pogledate kako se mijenja struja koju troši motor, dobit ćete ovu sliku:

Struja pokretanja premašuje radnu struju više od četiri puta. Tijekom prvih pet perioda - vremena u kojem je triac ispred releja u našem krugu - struja pada za otprilike polovicu, što također značajno omekšava zahtjeve za relej i produljuje njegov vijek trajanja.

Da, sklop je složeniji i skuplji od običnog releja ili običnog triaka. Ali često se isplati.

Pojava poluvodiča imala je veliki utjecaj na razvoj elektronike: ukupne dimenzije, kao i cijena komponenti, značajno su se smanjile. Diode i tranzistori počeli su se uvoditi posvuda. Jedna od tih industrija bila je relejna tehnika, koja je zahvaljujući poluvodičima znatno proširila svoju primjenu.

Korištenje poluvodiča dovelo je do pojave nove klase tehnologije releja - poluvodičkih releja (SSR). Dakle, ako je u elektromehaničkim relejima mehanički kontakt korišten za otvaranje (zatvaranje) kruga, onda su u novoj klasi uređaja tu funkciju preuzeli tranzistori i tiristori (triac). Ova zamjena je omogućila da se izbjegnu brojni značajni nedostaci elektromehaničkih releja, kao što su: odbijanje kontakta, pojava lučnog pražnjenja tijekom sklopke, veliko vrijeme sklopke i niska pouzdanost. Osim toga, korištenje strujnog kruga za vezivanje omogućilo je dodavanje "inteligencije" releju, tj. implementirati broj servisne funkcije: kontrola prelaska nule, prisutnost statusnog signala, itd. Štoviše, sve to ima prilično kompaktnu veličinu. Korištenje poluvodiča također je omogućilo izbjegavanje elektromagnetske izolacije, zamjenjujući je optoelektroničkom, što je omogućilo povećanje otpornosti na buku.

Prisutnost svih ovih prednosti omogućila je korištenje TTP-a u raznim industrijama. Dakle, mogućnost organiziranja rada releja ne kada upravljački signal prolazi kroz nulu, već pri njegovoj maksimalnoj (amplitudnoj) vrijednosti, ojačala je ulogu SSR-a za prebacivanje induktivnih opterećenja. Ovaj se proces razlikuje od prebacivanja aktivnog opterećenja po tome što se u trenutku isporuke signala odvija prolazni proces uspostavljanja stacionarni način rada električni krug u kojem je prosječna vrijednost struje u razdoblju nula. U tom se slučaju za vrijeme trajanja prijelaznog procesa u krugu pojavljuje stalna komponenta koja ovisi o induktivitetu i otporu kruga (vremenska konstanta kruga τ=L/R) električna struja(krug radi s pristranošću tijekom prijelaznog procesa). Najnepoželjniji trenutak uključivanja je trenutak kada fazni napon prolazi kroz nulu. U ovom slučaju, prednaponska struja i, shodno tome, amplituda struje u krugu ima maksimalnu vrijednost. Ovaj način rada može dovesti do zasićenja jezgre (transformatora, autotransformatora, namota kontaktora itd.). I kao rezultat toga, naglo smanjenje induktiviteta i, sukladno tome, naglo povećanje struje (slika 1).

Slika 1 - prijelazni proces kada je relej uključen kada fazni napon prolazi kroz nulu. τ je vremenska konstanta električnog kruga.

To se može izbjeći ako se relej uključi na najveću amplitudu Um) vrijednosti izmjeničnog napona (slika 2). Kao što se može vidjeti iz grafikona, to se postiže pomicanjem faza struje u odnosu na napon za 90˚.

Slika 2 – prijelazni proces kada se relej uključi kada fazni napon prođe maksimalnu vrijednost Um.

Jedna od opcija za rješavanje ovog problema je korištenje poluvodičkog optoelektroničkog jednofaznog releja naizmjenična struja RPT-90, uključen na maksimalnu (amplituda Um) vrijednost izmjeničnog napona, koju proizvodi domaća tvrtka Proton-Impulse CJSC (slika 3). Relej je izrađen u monolitnom kućištu dimenzija 58,4x45,7x23.

Slika 3 – Gabaritne i priključne dimenzije modula

Relej je namijenjen za spajanje aktivnih i aktivno-induktivnih trošila (transformatora, autotransformatora, elektromagnetskih kontaktora i dr.) na mrežu izmjenične struje frekvencije f=50-60Hz, napona Ud=100-400V. Kao upravljački napon može poslužiti izmjenični napon od 7 do 278 V prikazan na slici 4.

Slika 4 – Dijagram spajanja releja RPT-90

Ovaj relej je univerzalan, ima zaštitu IP 54 i omogućuje vam prebacivanje aktivnih i induktivnih opterećenja sa strujom do 63 A. Tehnički podaci releji su prikazani u tablici 1.

Tablica 1. Glavni parametri RPT-90

Zaključci:

Osim navedenih prednosti, SSR-i imaju povećanu pouzdanost i vrijeme rada, što čini prikazani relej univerzalnim rješenjem problema sklopnih krugova za aktivna i induktivna opterećenja.

KIPPRIBOR je ruski proizvođač poluvodičkih releja (SSR). KIPPRIBOR poluprovodnički releji pružaju pouzdano prebacivanje u najvećem rasponu struja opterećenja u Rusiji danas (do 800 A), strukturno su vrlo pouzdani (potpuno punjenje elemenata spojem, bakrena baza za učinkovito uklanjanje topline, automatizirana proizvodnja, posebna metodologija ispitivanja gotovih proizvoda). KIPPRIBOR TTP možete kupiti od OWEN distributera.

Uloga poluprovodničkih releja (SSR ili u engleskoj verziji SSR ili TPPT prihvaćena u znanstvenom svijetu) u suvremenim sustavima za preklapanje električnih trošila je značajna. Posljednjih godina, u različitim tehnološkim područjima (od automobilske elektronike, komunikacijskih sustava i potrošačke elektronike do industrijske automatizacije), došlo je do prijelaza s izgradnje rasklopnih sustava koji koriste konvencionalne elektropokretače i kontaktore na prikladne, pouzdane metode preklapanja pomoću poluvodičkih sklopki.

Što trebate znati o poluprovodničkim relejima? Gdje se koristi i kako je dizajniran? Odgovore na ova pitanja pronaći ćete u ovom dijelu našeg portala.

Solid State Relay (SSR) je klasa modernih modularnih poluvodičkih uređaja izrađenih hibridnom tehnologijom, koji sadrže snažne sklopke snage bazirane na strukturama triaka, tiristora ili tranzistora. Sa stajališta krajnjeg korisnika, tiristori i trijaci su više sastavni proizvod, dok je poluprovodnički relej kompletan uređaj spreman za korištenje. Malo ljudi zna da se u znanstvenom svijetu poluvodički releji nazivaju tiristorskim sklopkama. U industriji se najviše koriste tiristorske sklopke za izmjeničnu struju (ACTC). U nekom trenutku trgovci su smislili naziv "Solid State Relay", koji je, s jedne strane, spojio dva pojma AC prekidači i DC prekidači u jedan zajednički, as druge strane, ovaj pojam se približio i dostupniji općem potrošaču. Naposljetku se ovaj izraz udomaćio i prihvatili stručnjaci, a tiristorske sklopke postale su naširoko korištene kao energetski rasklopni elementi. U biti, poluvodički relej je sklopni element koji se temelji na poluvodičkom elementu, ali dodatno uključuje krug za pretvaranje upravljačkih signala iz poluvodičkog elementa u signal pogodan za upotrebu i primjenu. Osim toga, poluprovodnički relej sadrži niz dizajnerskih rješenja koja osiguravaju pouzdanost i jednostavnost korištenja. Uspješno se koriste za zamjenu tradicionalnih kontaktora i startera. Poluprovodnički releji pružaju najpouzdaniju metodu sklopnih krugova. Obavljajući iste funkcije, TTP-ovi imaju niz prednosti:

• Nema pokretnih dijelova;
• Visoka pouzdanost i dug radni vijek;
• Stabilnost karakteristika tijekom cijelog radnog vijeka;
• Odsutnost kontaktnog odbijanja i akustične buke;
• Niska potrošnja energije i visoke performanse;
• Male dimenzije s visokim vrijednostima nazivne struje;
• Prikladno kućište za montažu na radijator;
• Više niska razina smetnje nastale tijekom prebacivanja.

Standardizirani tip kućišta releja i izbor specijaliziranih radijatora za hlađenje oslobađaju korisnika brige oko dizajna prilikom postavljanja opreme na mjesto rada.

Uz prednosti, postoje i neke neugodnosti pri korištenju SSR-a: stvaranje topline u načinu rada, što je tipično za bilo koji poluvodički uređaj, i nešto veći trošak u usporedbi s ekvivalentnim modelima elektromehaničkih releja i kontaktora. Međutim, zahvaljujući gotovo beskrajnom radnom vijeku i eliminaciji zastoja opreme, TTP-ovi se isplate u relativno kratkom vremenskom razdoblju. A pitanje grijanja releja lako se rješava korištenjem standardnih modela rashladnih radijatora. Osim toga, postoje posebne serije poluprovodničkih releja s tehnologijom primjene poluvodičkog prekidača izravno na podlogu releja (izlaz tipa SCR). što omogućuje poboljšanje bez presedana u odvođenju topline i radnoj pouzdanosti općenito.

KIPPRIBOR poluvodički releji nude širok raspon modifikacija za preklapanje niskih i velikih struja opterećenja, kao i posebne serije za obavljanje specifičnih komutacijskih zadataka. KIPPRIBOR TTP pruža pouzdane galvanska izolacija ulaza i izlaza električni krugovi jedni od drugih, kao i strujni krugovi iz konstrukcijskih elemenata uređaja, tako da nije potrebna uporaba dodatnih mjera izolacije strujnog kruga. Galvanska izolacija podrazumijeva potpunu odsutnost električne veze između ulaznih i izlaznih krugova i provodi se korištenjem "optokaplera", koji omogućuju prijenos upravljačkog signala optičkom metodom.

Iznimka je modifikacija releja HD-xx44.VA, koji regulira izlazni napon upravljanjem promjenjivim otpornikom. To je zbog dizajna kruga releja.

Modifikacije poluprovodničkih releja (SSR) KIPPRIBOR

Monofazni SSR KIPPRIBOR

• Serija KIPPRIBOR MD-xx44.ZD3- jednofazni poluvodički releji u minijaturnom kućištu posebno za prebacivanje otpornih ili slabo induktivnih opterećenja male snage. Danas je ovo najpovoljnija verzija jednofaznih SSR-a u Rusiji. Može se koristiti u monofaznim ili trofazna mreža.
• KIPPRIBOR serije HD-xx44.ZD3 i HD-xx44.ZA2- jednofazni opći industrijski poluprovodnički releji u standardnom kućištu za preklapanje najčešćih industrijskih strujnih područja otpornih ili induktivnih opterećenja. Može se koristiti u jednofaznoj ili trofaznoj mreži.
• Serija KIPPRIBOR HD-xx25.DD3- jednofazni poluvodički releji za preklapanje istosmjernih krugova otpornih ili induktivnih opterećenja. Također, ova serija SSR-a se koristi za pojačavanje izlaznog signala upravljačkog uređaja (s malim kapacitetom izlaznog opterećenja) kada je na njega spojeno nekoliko SSR-a. Može se koristiti u jednofaznoj ili trofaznoj mreži.
• KIPPRIBOR serije HD-xx44.VA, HD-xx25.LA i HD-xx22.10U- jednofazni poluvodički releji za kontinuiranu regulaciju napona u rasponu od 10 V do nazivne vrijednosti, proporcionalne ulaznom signalu. Preporuča se samo za prebacivanje otpornih opterećenja. Može se koristiti u jednofaznoj ili trofaznoj mreži.
  Vrste kontrolnih signala:
  • promjenjivi otpornik 470 kOhm, 0,5 W za HD-xx.44VA;
  • objedinjeni strujni signal 4…20 mA za HD-xx25.LA;
  • unificirani naponski signal 0…10 V za HD-xx.2210U.
• KIPPRIBOR HDH-xx44.ZD3 serija- jednofazni poluprovodnički releji za uključivanje jakih potrošača, izrađeni u standardnom TSR kućištu. Omogućuje prebacivanje otpornih ili induktivnih opterećenja u jednofaznoj ili trofaznoj mreži.
• KIPPRIBOR SBDH-xx44.ZD3 i BDH-xx44.ZD3 serije- jednofazni poluprovodnički releji za prebacivanje snažnih opterećenja, izrađeni u industrijskim standardnim kućištima. Koristi se za prebacivanje strujnih krugova jakih otpornih ili induktivnih opterećenja u jednofaznoj ili trofaznoj mreži. Kućište ima velike stezaljke za praktično spajanje žica velikog presjeka. SSR serije SBDH izrađen je u kompaktnijem paketu.
• Serija KIPPRIBOR GaDH-xxx120.ZD3- s poboljšanim odvođenjem topline GwDH-xxx120.ZD3 s vodenim hlađenjem - jednofazni SSR. Oni danas pokrivaju najveći raspon struja opterećenja u Rusiji. Koriste se za prebacivanje strujnih krugova jakih otpornih ili induktivnih opterećenja u jednofaznoj ili trofaznoj mreži, osiguravajući zajamčenu marginu protoka.

Trofazni SSR KIPPRIBOR

• KIPPRIBOR HT-xx44.ZD3 i HT-xx44.ZA2 serije trofazni poluvodički releji za preklapanje otpornih opterećenja. Omogućite istovremeno uključivanje za svaku od 3 faze. Može se koristiti za grupno prebacivanje opterećenja u tri jednofazna kruga.

Zagrijavanje poluprovodničkih releja pri prebacivanju opterećenja uzrokovano je električnim gubicima na elementima poluvodiča snage. Povećanje temperature SSR-a nameće ograničenje na količinu uključene struje, jer što je viša temperatura poluprovodničkog releja, to manje struje može prebaciti. Postizanje temperature od 40 ° C ne uzrokuje značajno pogoršanje radnih parametara, a zagrijavanje poluprovodničkog releja na 70 ° C značajno smanjuje dopuštenu vrijednost uključene struje: opterećenje se možda neće potpuno isključiti, a SSR sama može prijeći u nekontrolirani način rada i čak pokvariti.

Posljedično, tijekom dugotrajnog rada poluprovodničkog releja u nominalnim, a posebno "teškim" načinima rada (tijekom dugotrajnog prebacivanja pri strujama opterećenja iznad 5 A), potrebna je upotreba radijatora ili zračnog hlađenja za odvođenje topline. Za povećana opterećenja, na primjer, u slučaju induktivnih opterećenja (solenoidi, elektromagneti itd.), preporuča se odabrati poluprovodnički relej s velikom rezervom struje (2-4 puta), au slučaju korištenja poluprovodnički releji za upravljanje asinkronim elektromotorom, potrebno je 6-10 puta veću rezervu struje.

Pri radu s većinom vrsta opterećenja, uključivanje poluprovodničkog releja prati strujni udar (upadno preopterećenje) različitog trajanja i amplitude, a to se mora uzeti u obzir pri odabiru poluprovodničkog releja.

Za različite vrste opterećenja, možete navesti sljedeće početne vrijednosti preopterećenja:

• čisto aktivna opterećenja (grijači kao što su grijaći elementi) daju minimalne moguće strujne udare (do 25% nominalnog), koji se praktički eliminiraju pri korištenju poluprovodničkog releja s preklapanjem na nuli;
• žarulje sa žarnom niti, halogene žarulje, kada su uključene, prolaze struju 7 ... 12 puta više od nazivne struje;
• fluorescentne svjetiljke tijekom prvih sekundi (do 10 sekundi) daju kratkotrajne strujne udare, 5-10 puta veće od nazivne struje;
• živine žarulje daju trostruko strujno preopterećenje tijekom prvih 3-5 minuta;
• namoti elektromagnetskog releja izmjenične struje: struja je 3...10 puta veća od nazivne struje za 1-2 perioda;
• namoti solenoida: struja je 10...20 puta veća od nazivne struje za 0,05 - 0,1 sec;
• elektromotori: struja je 5…10 puta veća od nazivne struje za 0,2 - 0,5 s;
• visoko induktivna opterećenja s jezgrama koje se mogu zasititi (transformatori u praznom hodu) kada su uključeni u fazi nultog napona: struja je 20-40 puta veća od nazivne struje za 0,05 - 0,2 s;
• kapacitivna opterećenja kada su uključena u fazi blizu 90°: struja je 20-40 puta veća od nazivne struje za vrijeme od desetaka mikrosekundi do desetaka milisekundi.

Sposobnost poluprovodničkih releja da izdrže strujna preopterećenja karakterizirana je veličinom udarne struje, tj. amplituda jednog impulsa zadanog trajanja (obično 10 ms). Za releje istosmjerne struje ta je vrijednost obično 2-3 puta veća od najveće dopuštene istosmjerne struje za tiristorske releje taj je omjer oko 10. Za strujna preopterećenja proizvoljnog trajanja možemo poći od empirijskog odnosa: povećanje preopterećenja; trajanje za red veličine dovodi do smanjenja dopuštene amplitude struje.

Odabir nazivne struje poluprovodničkog releja za određeno opterećenje sastoji se od odabira margine za nazivnu struju releja i uvođenja dodatnih mjera za smanjenje udarnih struja (otpornici za ograničavanje struje, prigušnice itd.).

Algoritam za odabir poluprovodničkog releja može se svesti na tri glavna koraka:

• Potrebnu modifikaciju releja određujemo na temelju vrste napona napajanja (jednofazni ili trofazni, istosmjerna ili izmjenična struja), potrebne vrste upravljačkog signala (diskretna istosmjerna ili izmjenična struja ili analogni).
• Odabiremo potrebnu vrijednost struje releja na temelju uvjeta da struja poluprovodničkog releja mora premašiti vrijednost struje opterećenja u bilo kojem načinu rada; drugim riječima, pri odabiru struje releja ne vodimo se nazivnom struja opterećenja, već po startnoj struji, startnoj struji itd. Na primjer, za grijač je startna struja 10% veća, što znači da se pri odabiru vodimo 30 - 40% većom od nazivne vrijednosti (10% početna struja grijača, 20% kolebanja napona u mreži). Ali za žarulju sa žarnom niti, početna struja, kao što je već spomenuto, je 10-12 puta veća, što znači da odabiremo relej sa strujom 12 puta većom od nazivne.
• Odabiremo potrebni rashladni radijator za odabrani poluprovodnički relej, na temelju nazivne radne struje opterećenja spojenog na relej. Pri odabiru radijatora također je bolje koristiti tablicu za odabir radijatora koja se nalazi na našoj web stranici. Uzmite u obzir čimbenike koji utječu na rasipanje topline i namjerno odaberite radijator s marginom rasipanja snage.

Kako bi se povećala otpornost poluprovodničkog releja na impulsni šum, postoji strujni krug paralelan sklopnim kontaktima u SSR-u koji se sastoji od serijski spojenog otpornika i kondenzatora (RC strujni krug).

Za potpuniju zaštitu od izvora prenapona na strani opterećenja potrebno je uz svaku fazu poluprovodničkog releja paralelno uključiti zaštitne varistore, a kod SSR-a koji preklapaju istosmjernu struju i zaštitnu diodu.

Za više informacija o RC krugu, pravilima za odabir varistora i diode, pogledajte dolje.

Radijatori serije RTR za poluprovodničke releje KIPPRIBOR

Poluvodički relej se zagrijava kada struja teče kroz njega u krugu opterećenja, to je zbog električnih gubitaka na elementima poluvodiča snage. U ovom slučaju, povećanje temperature releja nameće ograničenje količine struje opterećenja koju prebacuje. Za hlađenje SSR-a, sklopni element kod svih poluprovodničkih releja KIPPRIBOR montiran je na metalnu podlogu kućišta, na koju se odvodi toplina nastala tijekom rada. Međutim, metalna baza poluprovodničkog releja, zbog svoje male površine, može uspješno odvesti samo malu količinu topline kada struja opterećenja ne prelazi 5A. Posljedično, tijekom dugotrajnog rada releja sa strujama opterećenja iznad 5A, potrebne su dodatne mjere hlađenja. Najočitiji način za poboljšanje rasipanja topline releja je povećanje područja rasipanja topline s metalne baze releja. To se može postići ugradnjom poluprovodničkog releja na hladnjak za hlađenje.

Vrijednost struje opterećenja naznačena na natpisnoj pločici poluprovodničkog releja je naznačena na temelju uvjeta da je baza releja zagrijana na najviše 40°C Što je viša temperatura zagrijavanja releja, to je manja struja koju može prebaciti. Kada se relej zagrije iznad 40°C, dopuštena vrijednost uključene struje se smanjuje i bit će manja od vrijednosti navedene na natpisnoj pločici releja. Na 70°C, sklopni kapacitet releja pada za pola. A kada se zagrije na 80 ° C, toplinsko pregrijavanje prekidača već se događa s prelaskom releja u nekontrolirani način rada, kada je opterećenje uključeno pomoću SSR-a, ali se više ne može isključiti. Kao rezultat, to dovodi do toplinskog sloma sklopnog elementa i, sukladno tome, kvara releja. Očito, za normalan rad poluprovodničkog releja, potrebno je osigurati uklanjanje topline s sklopnog elementa kako bi se izbjeglo pregrijavanje releja s naknadnim kvarom.

Osim toga, rad releja na povišenim temperaturama (preko 60 stupnjeva) smanjuje životni vijek i povećava vjerojatnost kvara releja iz drugih razloga.

Ako je temperatura okoline povišena (preko 40°C), SSR se neće moći pravilno ohladiti, čak ni kada se koristi radijator s prisilnim protokom zraka. U takvoj situaciji, SSR će se pregrijati i može propasti. U ovom slučaju moguća su dva rješenja:

• osigurati strujne ormare s vanjskim hlađenjem (klima uređaji);
• koristiti vodeno hlađeni SSR serije GwDH.

Korištenje standardne serije TTR na povišenim temperaturama i bez vanjskog klima uređaja je moguće, pod uvjetom da je nazivna struja releja odabrana uzimajući u obzir njegovu povišenu radnu temperaturu.

GLAVNO PRAVILO ZA IZBOR RADIJATORA

Prilikom odabira hladnjaka za hlađenje poluprovodničkog releja, trebali biste se voditi:

• prije svega, sposobnost radijatora da rasipa toplinu (!);
• a tek onda obratiti pažnju na dimenzionalne karakteristike.

GLAVNO PRAVILO ZA UGRADNJU RADIJATORA

Montaža rashladnog radijatora na mjestu primjene mora biti izvedena na način da su njegova rashladna rebra paralelna sa strujanjima zraka: u nedostatku prisilne ventilacije - okomito, duž toka prirodne cirkulacije zraka (odozdo prema gore). ), ili u bilo kojem položaju u prisustvu prisilnog protoka zraka pomoću ventilatora za hlađenje. Montaža svih modela RTR radijatora izvodi se na ravninu s vijcima.

Posebnu pozornost treba obratiti na ugradnju poluprovodničkog releja na radijator i korištenje paste koja provodi toplinu.

Montaža čvrstog releja na radijator

Za različite serije poluprovodničkih releja, radijatori serije RTR imaju različite rupe za montažu. Vrste releja dopuštene za ugradnju na određeni radijator navedene su u karakteristikama radijatora.

Prilikom ugradnje TSR na radijator potrebno je koristiti pastu koja provodi toplinu. Termo vodljiva pasta je obično pasta na bazi silikona koja ima dobru toplinsku vodljivost. Koristi se u elektroničkim uređajima za poboljšanje procesa odvođenja topline s komponenti montiranih na radijator. Upotreba toplinski vodljive paste pri montaži poluprovodničkog releja na rashladni radijator značajno poboljšava prijenos topline s releja na radijator. Učinkovitost prijenosa topline povećava se ispunjavanjem malih šupljina između površina releja i radijatora, tj. kompenzacijom hrapavosti i nedostataka dodirnih površina. Najčešća marka paste koja provodi toplinu na ruskom tržištu je pasta marke KPT-8 s radnom temperaturom od –60 do +180 °C. Alternativna opcija je toplinski vodljiva ploča koju koriste neki proizvođači SSR-a. Međutim, nemojte zaboraviti da pasta za toplinsku vodljivost poboljšava učinkovitost odvođenja topline samo ako se pravilno nanese.

Prilikom nanošenja toplinski vodljive paste na poluprovodnički relej treba obratiti pozornost na održavanje optimalne debljine i jednolikosti nanesenog sloja. Sloj toplinski vodljivog materijala koji je predebeo povećava toplinski otpor spoja hladnjaka i releja i sprječava normalno rasipanje topline iz čvrstog releja. Neravnomjeran sloj dovodi do stvaranja još više zračnih šupljina između površina releja i radijatora i naglo povećava toplinski otpor spoja. Optimalnim se smatra sloj toplinske vodljive paste do 40 mikrona, kada je površinska struktura radijatora vidljiva kroz sloj toplinske paste, budući da je to sasvim dovoljno za prekrivanje površinskih hrapavosti. Preporučljivo je nanijeti pastu na radijator ravnomjernom metalnom lopaticom, pazeći da se pasta rasporedi proporcionalno površinskim defektima. Nanošenje paste na radijator je učinkovitije zbog veće neravnine njegove površine u usporedbi s bazom releja. Nakon ugradnje releja na radijator na koji je nanesena termalna pasta, potrebno je površine “izbrusiti”. Brušenje se izvodi malim oscilatornim pokretima (do 5 mm, ali bez međusobnog odvajanja površina!) uz istovremeno pritiskanje releja na radijator. Tek nakon toga se relej može pričvrstiti na radijator vijcima.

IZBOR radijatora za određenu TTR seriju

Precizan proračun potrebnog rashladnog radijatora za konkretnu primjenu SSR-a zahtijeva veliki broj matematičkih izračuna. Međutim, većina primjena poluprovodničkih releja je tipična (ugradnja u vertikalni ormar, opterećenje - grijaći elementi). U ovom slučaju možete pojednostaviti izbor radijatora pomoću Tablica za izbor hladnjaka za poluprovodničke releje KIPPRIBOR, koje ćete pronaći na našoj web stranici u rubrici Hladnjaci za poluprovodničke releje.

Međutim, vrijedi uzeti u obzir da su tablice za odabir radijatora razvijene na temelju normalnih radnih uvjeta TSR-a, kada radna temperatura ne prelazi 25 ° C, a radijator je instaliran na dobro prozračenom mjestu gdje ništa ne ometa prirodna cirkulacija zraka. Stoga pri odabiru prema tablicama za odabir svakako treba uzeti u obzir čimbenike koji pogoršavaju prijenos topline (smještaj u ormar, povišena vanjska temperatura na mjestu ugradnje itd.), te odabrati radijator s rezervom u snazi rasipanje. Treba imati na umu da se, kako bi se izbjegli nepotrebni troškovi, radijator odabire na temelju nazivne kontinuirane struje opterećenja, a ne struje za koju je SSR dizajniran. KIPPRIBOR RTR rashladni radijatori predstavljeni su u nekoliko modela, koji se razlikuju po dimenzijama i tehničkim karakteristikama te količini rasipanja snage. Ako je zadatak koristiti KIPPRIBOR poluprovodnički relej s rashladnim radijatorom treće strane, tada će to biti. potrebno izvršiti toplinski proračun za odabir potrebne vrste radijatora. U tom slučaju, početne podatke i metodologiju izračuna potrebno je zatražiti od proizvođača rashladnog radijatora

Cm. Detaljan opis poluvodički releji serije KIPPRIBOR:

posebne serije jednofaznih TSR: HD-xx25.DD3 | HD-xx44.VA, HD-xx22.10U i HD-XX25.LA

TSR s poboljšanom disipacijom topline: GaDH-xxx120.ZD3 i GwDH-xxx120.ZD3

Opća klasifikacija KIPPRIBOR poluvodičkih releja (SSR) prema tipu sklopljene mreže

Poluprovodnički relej za prebacivanje jednofazne mreže:

• može se koristiti za prebacivanje trofazne mreže pomoću jednog jednofaznog poluprovodničkog releja po fazi;
• omogućuju prebacivanje trofaznih opterećenja s bilo kojim spojnim krugom („Zvijezda“, „Zvijezda s nulom“ i „Trokut“). Korištenje zasebnog poluprovodničkog releja za prebacivanje svake od 3 faze značajno povećava pouzdanost preklapanja zbog optimalnijeg hlađenja releja svake faze, a time i pouzdanost cjelokupnog upravljačkog sustava u cjelini;
• omogućuju vam prebacivanje otpornih i induktivnih opterećenja;

	Trofazno opterećenje
"zvijezda"	"zvijezda s neutralom"	"trokut"

U poluprovodničkim relejima za preklapanje trofazne mreže sva tri sklopna elementa su upravljiva. Ovi releji omogućuju:

• prebacite opterećenja s bilo kojim spojnim krugom („Zvijezda“, „Zvijezda s nultom“ i „Trokut“) ili kontrolirajte tri skupine jednofaznih opterećenja;
• sklopna opterećenja samo otpornog tipa

Trofazno opterećenje
"zvijezda"	"zvijezda s neutralom"	"trokut"

Struje curenja u krugu primijenjene na poluprovodničke releje

Općenito struja curenja- Ovo je struja koja teče u zemlju ili u vodljive dijelove trećih strana u neoštećenom električnom krugu.

Primijenjeno na poluprovodničke releje struja curenja- ovo je struja prisutna u krugu opterećenja, čak i kada nema upravljačkog napona na poluprovodničkom releju. Struja curenja u poluprovodničkom releju posljedica je prisutnosti strujnog kruga opterećenja ugrađenog paralelno RC lanci, kroz koji, kada se napon dovede na SSR, struja uvijek teče, čak i kada je sklopni element poluprovodničkog releja u "izvan stanja". Prisutnost konstantne, iako male, struje curenja nameće neka ograničenja na rad poluprovodničkih releja, posebno je potrebno pridržavati se sigurnosnih mjera tijekom podešavanja i isključiti strujni krug opterećenja.

RC lanac (prigušivač RC lanac)

RC lanac(snubber RC circuit) - električni krug koji se sastoji od serijski spojenog kondenzatora (kondenzatora) i otpora (kao što se primjenjuje na poluprovodničke releje). Ocjene elemenata strujnog kruga obično su C = 0,1 μF, R = 50 Ohma. RC lanac povećava pouzdanost rada SSR-a u uvjetima impulsne buke (prenapona) i ograničava brzinu porasta napona na sklopnom elementu, što je posebno važno pri preklapanju induktivnog opterećenja. Često se RC krug naziva anti-aliasing filtar ili prigušivački krug.

Kao što je gore spomenuto, RC krug ugrađen u relej dovodi do pojave struje curenja u krugu opterećenja. Veličina ove struje je vrlo mala i nema nikakvog utjecaja na snažno opterećenje, ali je ova struja sasvim dovoljna da multimetar pokaže prisutnost napona na opterećenju spojenom na relej.

Vrste opterećenja poluprovodničkih releja. Opća klasifikacija

Poluvodički releji raznih proizvođača orijentirani su prvenstveno na kontrolu otpornih ili slabo induktivnih opterećenja, čiji faktor snage (cos φ) nije manji od 0,7. Obično su to grijaći elementi različitih dizajna i žarulje sa žarnom niti. U KIPPRIBOR liniji poluprovodničkih releja to uključuje seriju DOKTOR MEDICINE., HD, HT. Kako bi se smanjila razina buke koja nastaje pri prebacivanju opterećenja, ove vrste releja obično imaju upravljački krug koji prelazi nulu, to jest, uključuju se (uključuju i isključuju) na nuli sinusoide napona kada su uključene struje male.

Zajedno s standardne serije, u liniji KIPPRIBOR postoje posebne serije poluprovodničkih releja HDH, BDH, SBDH, GaDH, GwDH napravljen s izlazom tipa SCR. Ove serije SSR-a mogu se koristiti za kontrolu opterećenja induktivnog tipa čiji je faktor snage (cos φ) veći od 0,5, kao što su elektromotori male snage pod opterećenjem, solenoidi, zavojnice ventila, itd. Ove serije releja također su prikladne za kontrolu otporna opterećenja. Releji ovog tipa također imaju prekidački upravljački krug na sinusoidi nultog napona i stvaraju minimalnu razinu smetnji. Za visoko induktivna opterećenja čiji je faktor snage (cos φ) manji od 0,5 (na primjer, transformatori bez opterećenja i neke vrste elektromotora), uporaba poluprovodničkih releja povezana je s mnogim nijansama. Konkretno, potrebno je koristiti relej sa slučajnim (trenutačnim) sklopnim krugom. U liniji KIPPRIBOR takvih releja ima ovaj trenutak nije osiguran, a prebacivanje visoko induktivnih opterećenja pomoću postojećih SSR-a se ne preporučuje.

Većina grijača (grijaćih elemenata) su otporni tereti. Otporna opterećenja karakteriziraju relativno niske udarne struje, što omogućuje korištenje poluprovodničkih releja za uključivanje otpornih opterećenja s minimalnom marginom struje (obično marginom od 30...40%), koja pokriva pogreške u nazivnoj snazi samog grijača (±10%), povećanje snage u hladnom stanju (±10%) i moguće fluktuacije mrežnog napona (±15%). Ali postoje iznimke, upečatljiv primjer su žarulje sa žarnom niti. Imaju žarnu nit, koja djeluje kao otpor i tijekom rada se zagrijava do visoke temperature, uzrokujući sjaj. Međutim, algoritam odabira releja za žarulje sa žarnom niti razlikuje se od onog za grijače. Činjenica je da, iako je žarna nit žarulje sa žarnom niti u biti otporno opterećenje, ima prilično visoke početne struje - do 12 puta veće od nazivne vrijednosti. To je zbog vrlo velikog raspona otpora nikromske niti žarulje u hladnom i vrućem stanju. Stoga, pri odabiru poluprovodničkog releja za žarulju sa žarnom niti, potrebno je napraviti izbor na temelju sljedećeg izračuna: struja releja = struja žarulje × 12.

grijaće tijelo– grijač u obliku metalne cijevi ispunjene toplinski vodljivim električnim izolatorom, u čijem je središtu ugrađeno grijaće tijelo određenog otpora. Nichrome nit se obično koristi kao grijaći element. Grijaći element odnosi se na opterećenje tipa otpora s niskim udarnim strujama.

Induktivno opterećenje uključuje sve potrošače kod kojih postoji aktivna i reaktivna snaga, a faktor snage (cos φ) je manji od 1,0, ili, jednostavnim riječima, svako opterećenje koje sadrži električne zavojnice ili namote: solenoide ventila, transformatore, elektromotore, prigušnice, itd. Karakteristična značajka induktivnog opterećenja je velika potrošnja struje kada je uključeno (upadne struje) uzrokovano prijelaznim električnim procesima u zavojnice i namoti . Vrijednosti udarne struje induktivnog opterećenja mogu premašiti nazivnu struju za nekoliko desetaka puta i mogu biti prilično duge u vremenu, stoga, kada koristite poluprovodničke releje za prebacivanje induktivnog opterećenja, potrebno je odabrati SSR ocjenu uzimajući u obzir udarne struje opterećenja. Točnu vrijednost početne struje primijenjenog opterećenja možete saznati od proizvođača opreme ili je procijeniti iz otvorenih izvora za sličnu opremu.

Klasifikacija KIPPRIBOR poluprovodničkih releja (SSR) prema rasponu i vrsti sklopnog napona

Linija poluprovodničkih releja KIPPRIBOR uključuje modifikacije za uporabu u krugovima istosmjerne i izmjenične struje.

Standardni raspon uključivanja za KIPPRIBOR SSR s diskretnom kontrolom

Standardni raspon prebacivanja napona specijaliziranih modifikacija releja:

Važno je napomenuti da relej dizajniran za rad u AC krugovima (sve modifikacije KIPPRIBOR TSR, osim modifikacije HD-xx25.DD3) neće moći kontrolirati opterećenje u DC krugu. U ovom slučaju, relej će u početku uključiti opterećenje, ali ga neće moći isključiti, jer je za zatvaranje poluvodičke sklopke potrebno smanjiti napon / struju na nulu, ali to se neće dogoditi u istosmjernom krugu .

Kao i obrnuto: poluprovodnički releji KIPPRIBOR za upravljanje opterećenjem u istosmjernom strujnom krugu (modifikacija HD-xx25.DD3) ne mogu se koristiti za upravljanje izmjeničnim strujnim krugovima, jer koriste tranzistore kao sklopni element i spajaju ih na izmjeničnu struju. krug će dovesti do kvara releja.

Klasa napona- primijenjeno na poluvodički uređaji(tiristori) znači: najveća dopuštena vrijednost ponavljajućeg impulsnog napona u zatvorenom stanju i najveća dopuštena vrijednost reverznog napona primijenjenog na poluvodički element. Klasa napona obično je označena brojevima u obliku broja stotina volti, na primjer, 9. klasa napona znači da ovaj poluvodički element može izdržati maksimalni vršni napon od 900 volti, ali nazivni radni napon ne smije prelaziti 440V (380V napajanje).

Za mrežu napajanja s nazivnim naponom od 220 V preporučuje se uporaba poluvodičkih elemenata najmanje klase napona 9, tj. moraju moći izdržati maksimalni vršni napon od 900 volti.

Većina modifikacija poluprovodničkih releja KIPPRIBOR (serija HD, HDH) ima dopušteni raspon sklopnog napona do 440 V, što se postiže korištenjem poluvodičkih sklopnih elemenata s naponskom klasom od najmanje 9 (900 V). Za elektroenergetsku mrežu nazivnog napona 380 V, uz korištenje varistora za zaštitu od prenapona, dopuštena je uporaba poluvodičkih elemenata najmanje 9. naponskog razreda.

Za preklapanje velikih snaga opterećenja postoje serije releja BDH, SBDH, GaDH i GwDH koji imaju sklopke još višeg naponskog razreda - 11 i 12 i 16 klase, što im omogućuje primjenu u teškim industrijskim uvjetima s naponom napajanja. do 1000 volti.

Specijalizirane modifikacije TSR (s indeksima u oznaci ... 10U, ... LA), dizajnirane za najveći dopušteni radni napon od 220 ... 250 V, sadrže poluvodičke sklopke klase napona 6 ... 9 i nisu namijenjen za uporabu u strujnim krugovima opterećenja s napajanjem od 380 V. Opća industrijska serija poluvodičkih releja KIPPRIBOR ima klasu napona 9.

Podjela poluvodičkih releja KIPPRIBOR prema vrsti upravljačkog signala

Ovisno o modifikaciji, poluvodički releji KIPPRIBOR mogu imati sljedeće vrste upravljačkih signala:

• DC upravljački napon 3...32 V – modifikacije s indeksom ...ZD3;
• AC upravljački napon 90…250 V – modifikacije s indeksom …ZA2;
• DC upravljački napon 5…32 V – modifikacije s indeksom …DD3;
• ručna kontrola izlaznog napona pomoću promjenjivog otpornika (470-560 kOhm, 0,25-0,5 W) - modifikacije s ...VA indeksom;
• analogna kontrola izlaznog napona pomoću jedinstvenog naponskog signala 0...10 V - modifikacije s indeksom ...10U;
• analogna kontrola izlaznog napona korištenjem unificiranog strujnog signala 4...20 mA - izmjene s indeksom ...LA.

Različite mogućnosti upravljačkih signala omogućuju korištenje poluprovodničkih releja KIPPRIBOR kao sklopnih elemenata u različitim tipovima sustava automatskog upravljanja.

Za više informacija o primjenama poluprovodničkih releja pogledajte Primjene poluprovodničkih releja.

Podjela poluvodičkih releja KIPPRIBOR prema načinu sklopke

Poluprovodnički releji s nadzorom prolaza kroz nulu

Ovaj tip releja obično se označava slovom Z, što je skraćenica za engleska riječ Nula (u prijevodu "nula"). Sve serije poluprovodničkih releja KIPPRIBOR (MD, HD, HDH, HT, BDH, SBDH, GaDH, GwDH), osim specijaliziranih modifikacija, pripadaju ovoj vrsti SSR.

Kada se upravljački signal primijeni na relej ove vrste, napon se pojavljuje u krugu opterećenja samo u trenutku kada sinusoidalni napon prvi put prijeđe razinu "nula". Ovo je jasno prikazano na slici.

Prednosti releja ove vrste su manji početni udar struje u strujnom krugu opterećenja kada je uključen, niska razina generiranih elektromagnetskih smetnji i, kao rezultat toga, produljeni životni vijek uključenih trošila.

Nedostatak releja ove vrste je njihova ograničena upotreba za preklapanje induktivnih opterećenja, u slučaju kada cosφ

Solid State Relays sa zero crossing kontrola koristi se za prebacivanje:

• otporna opterećenja: električni grijaći elementi (grijaći elementi), žarulje sa žarnom niti itd.
• kapacitivna opterećenja: na primjer, filtri za izglađivanje koji potiskuju šum koji sadrže kondenzatore;
• slabo induktivna opterećenja: solenoidne zavojnice, ventili itd.

Poluvodički releji trenutno (nasumično) aktiviranje

Ova vrsta releja u pravilu ima slovo R u svojoj oznaci, ovo je kratica za englesku riječ Random (u prijevodu "slučajno"). Linija proizvoda KIPPRIBOR trenutno ne uključuje relej ove vrste.

Napon u krugu opterećenja releja ovog tipa pojavljuje se istodobno s dovodom upravljačkog signala (vrijeme kašnjenja nije veće od 1 ms), a relej se može uključiti na bilo kojem dijelu sinusoidnog napona. Ovo je jasno prikazano na slici.

Poluvodički releji trenutno (nasumično) aktiviranje koristi se za prebacivanje:

• otporni (električni grijaći elementi, žarulje sa žarnom niti);
• i induktivna (motori male snage, transformatori) opterećenja kada je potreban trenutni rad.

Poluprovodnički releji za kontrolu faze

Poluprovodnički releji za kontrolu faze omogućuju vam promjenu izlaznog napona pri opterećenju i koriste se za sljedeće zadatke:

• regulacija snage grijaćih tijela,
• prilagoditi razinu svjetla žarulje sa žarnom niti itd.

Ova vrsta uključuje KIPPRIBOR releje upravljane pomoću promjenjivog otpornika (modifikacija HD-xx44.VA), unificiranog strujnog signala 4...20 mA (modifikacija HD-xx25.LA) i unificiranog naponskog signala 0...10 V (modifikacija HD- xx22.10U).

Vrijednost napona u krugu opterećenja releja ovog tipa ovisi o vrijednosti signala u upravljačkom krugu i proporcionalna je njegovoj vrijednosti. Ovo je jasno prikazano na slici.

Tipovi izlaznih energetskih elemenata poluvodičkih releja KIPPRIBOR

KIPPRIBOR poluvodički releji, ovisno o modifikaciji, mogu imati jedan od četiri energetska elementa kao izlaznu sklopku:

• izlaz triaka (TRIAC)– koristi se u relejima serije MD, HD, HT svih modifikacija sa strujom do 40A (osim modifikacija s indeksom DD3);
• tranzistorski izlaz (Tranzistor)– koristi se u relejima HD serije modifikacije DD3;
• SCR izlaz (SCR)– koristi se u relejima serije HDH, BDH, SBDH, GaDH, GwDH svih modifikacija i releja serije HT-xx44.ZD3 sa strujom od 100A ili više;
• izlaz tiristora (tiristor)– koristi se u relejima serije HD i HT svih modifikacija sa strujom većom od 40A.

Triak izlazi se koriste u poluprovodničkim relejima s nazivnom strujom do uključivo 40 A. Razumno ograničenje struje od 40 A je zbog činjenice da kada veća vrijednost struje teče na obje strane, ne može se postići učinkovito uklanjanje topline s kristala triaka. Releji serije MD, HD i HT s nazivnom strujom do 40A imaju triac izlaz.

Tiristor izlazni elementi se koriste u poluprovodničkim relejima za struje od 60A. Zasebno ugrađeni na rashladnu podlogu, značajno smanjuju koeficijent toplinskog otpora releja u cjelini, čime se osigurava potrebno odvođenje topline.

SCR vrsta izlaz se koristi u jednofaznim serijama KIPPRIBOR releja sa strujama opterećenja preko 60–80A. Simbol SCR je općeprihvaćeni međunarodni naziv za poluvodičku sklopku koja se temelji na triodnom tiristoru (ili jednostavno tiristoru). Izlaz SCR u odnosu na poluvodički relej KIPPRIBOR označava vrstu dizajna poluvodičke sklopke, kada se izolacijska keramička podloga s monokristalima poluvodičke strukture izravno nanesena na nju postavlja na metalnu bazu releja.

Izlaz SCR omogućuje značajno smanjenje toplinskog otpora supstrata releja i poboljšanje karakteristika rasipanja topline. Stoga releji ove vrste imaju poboljšane karakteristike performansi u usporedbi s poluprovodničkim relejima izrađenim pomoću konvencionalnih elemenata kućišta (tiristori i triac).

Releji ovog tipa dizajnirani su za rad u težim radnim uvjetima uz prisutnost brzih prijelaznih procesa u mreži napajanja: rad u mreži s visokom razinom buke, rad induktivnog opterećenja, rad u uvjetima velike struje opterećenja prenaponi.

Međutim, to ne isključuje zahtjev za korištenjem radijatora i ventilatora za rad s visokim sklopnim strujama.

U modifikacijama poluprovodničkih releja KIPPRIBOR, dizajniranih za dugotrajno prebacivanje velikih struja ili rad s induktivnim opterećenjima, koriste se tiristorski SCR izlazi.

Zaštita TSR sklopova.

Varistor. Pravilo za odabir varistora za poluvodički relej

Varistor– poluvodički element čiji otpor ovisi o naponu koji se na njega dovodi. Zbog oštrog smanjenja njegovog otpora kada se prekorači određena razina napona, takav se element može koristiti kao graničnik napona u električnim krugovima. U odnosu na poluprovodnički relej, varistor se koristi za zaštitu samog poluprovodničkog releja od prekoračenja dopuštene razine prenapona. Visoke razine prenapona karakteristične su za elektroenergetske mreže s induktivnim i kapacitivnim opterećenjima, koja stvaraju smetnje u mreži zbog električnih prijelaza koji se u njima javljaju. Najčešći su metal-oksidni varistor (MOV).

Jedan od glavnih parametara po kojima se odabire varistor je klasifikacijski napon varistora; ovo je konvencionalna vrijednost napona, nakon čega dolazi do oštre promjene otpora varistora. Stoga je za odabir varistora potrebno odrediti nazivni napon napajanja opterećenja (dopušteni napon releja) i izračunati klasifikacijski napon varistora pomoću pojednostavljene formule:

U varistor = U rad × (1,6...1,9).

Na primjer, ako je radni napon napajanja opterećenja 230 V, a dopušteni radni napon releja 440 V, tada se preporučuje varistor napona:

U varistor = 230 × (1,6…1,9) = 368…437V.

Budući da se varistor proizvodi sa strogo definiranim rasponom klasifikacijskih napona, trebali biste odabrati najbliži odgovarajući napon iz raspona, u ovom slučaju 390 V.

U posebno teškim industrijskim radnim uvjetima, s velikim brojem prijelaznih procesa u mreži i visokom razinom prenapona, pri odabiru varistora morate poći od pravila:

U varistor

Budući da je energija koju oslobađa varistor tijekom kratkih vršnih preopterećenja obično mala, u većini slučajeva bilo koji tip varistora može se koristiti u industrijske svrhe. Najčešće serije domaćih varistora su: CH2-1, CH2-2, VR-1, VR-2.

Međutim, uvijek se preporuča odabrati varistor s najvećom mogućom vrijednošću rasipanja energije. Tipično, što je veći promjer kućišta varistora, to je veća količina raspršene energije. Većina varistora proizvodi se u malom okruglom kućištu sa žičanim vodovima, što omogućuje uspješnu montažu izravno na SSR terminale.

Pravilo za odabir zaštitne diode za SSR HD-xx25.DD3

Kada koristite HD-xx25.DD3 SSR za prebacivanje induktivnog opterećenja, SSR izlaz mora biti zaštićen od napona samoindukcije. Najjeftiniji i najčešći način takve zaštite je ugradnja shunt diode paralelno s induktivnim opterećenjem. U stacionarnom stanju, dioda nema utjecaja na rad kruga. Kada je opterećenje isključeno, kada se pojavi samoinduktivni napon koji je suprotnog polariteta od radnog napona, dioda se otvara i šuntira induktivno opterećenje.

Pravilo odabira diode:

• Radna struja i povratni napon diode trebaju biti usporedivi s nazivnim naponom i strujom opterećenja. Za HD-xx25.DD3 STR, silicijska dioda 1N5399 s maksimalnim obrnuti napon 1000 VDC i maksimalna impulsna struja do 50 A;
• Izvodi diode trebaju biti što kraći;
• Izvodi diode trebaju biti spojeni izravno na opterećenje;
• Prilikom spajanja diode na opterećenje nemojte koristiti dugačke spojne žice.

Konstruktivne značajke poluvodičkih releja (SSR) KIPPRIBOR

Baza čvrstog releja- ovo je toplinski vodljiva metalna baza poluprovodničkog releja, potrebna za uklanjanje topline od sklopnog elementa SSR-a do rashladnog radijatora. Može se izraditi od legure aluminija ili bakra.

Osnovni materijal čvrstog releja može se vizualno razlikovati: baza od aluminijske legure ima mat blijedo sivu boju, dok baza od bakrene legure podsjeća na izgled brušenog čelika, a ponekad može imati poliranu površinu gotovo poput zrcala. Bakrena baza ima neobičan izgled zrcalnog čelika zbog premaza s dodatnim slojem nikla, koji eliminira oksidaciju bakra tijekom dugotrajnog ili nepravilnog skladištenja.

Baza bakrene legure TTR- najučinkovitiji za poluprovodničke releje u smislu prijenosa topline. Budući da je toplinska vodljivost bakra mnogo veća od toplinske vodljivosti aluminija, proces uklanjanja topline s sklopnog elementa TSR-a odvija se mnogo brže i učinkovitije. Stoga SSR s bakrenom bazom (za razliku od releja s aluminijskom bazom) učinkovitije podnosi vršna opterećenja i učinkovitije radi u teškim radnim uvjetima, ali bakar ima nešto višu cijenu u usporedbi s aluminijem.

Baza od aluminijske legure- jeftinije. Budući da je aluminijska baza poluprovodničkog releja manje učinkovita u usporedbi s bakrom, koristi se u proračunskim serijama proizvoda i isključivo za prebacivanje malih opterećenja.

Dijagnostičke metode i karakteristične nijanse rada TTP

Mogućnost provjere strujnih krugova SSR-a multimetrom

Preklopna poluvodička sklopka u SSR-u opremljena je dodatnim shuntnim krugovima, uključujući RC krug, tako da neće biti moguće provjeriti njegovu ispravnost pomoću mjerenja s multimetrom. Ni pod kojim okolnostima ne pokušavajte provjeriti ispravnost releja megaommetrom ili ispitivačem izolacije, budući da takvi uređaji generiraju visoku razinu mjernog napona i dovest će do kvara SSR poluvodičkog prekidača. Najbolje je provjeriti ispravnost poluprovodničkog releja izravnim spajanjem opterećenja na njega, na primjer, žarulju sa žarnom niti male snage. Ako je TT ispravan, nakon primjene kontrolnog signala, lampa će gorjeti punim intenzitetom, a kada se kontrolni signal ukloni, potpuno će se ugasiti.

Sposobnost testiranja SSR upravljačkih krugova

Svi poluprovodnički releji marke KIPPRIBOR imaju ugrađenu LED indikaciju prisutnosti upravljačkog signala, s kojom možete brzo procijeniti ispravnost upravljačkog kruga. Nema potrebe pribjegavati dodatnim dijagnostičkim mjerama za TSR upravljački krug.

Toplinsko pregrijavanje i toplinski slom SSR-a

Možete provjeriti da li se relej pregrijava ili dolazi do toplinskog kvara na sljedeći način: odspojite relej od opterećenja, pričekajte da se relej potpuno ohladi, a zatim, bez primjene kontrolnog signala na relej, spojite žarulju sa žarnom niti i uključite napajanje kruga opterećenja. Ako žarulja gori na pola topline ili punom snagom, to će ukazivati ​​na prisutnost kvara u jednom ili dva sklopna elementa releja.

Kako provjeriti dostatnost poduzetih mjera za hlađenje turbopunjača?

Ispravan način hlađenja SSR-a možete provjeriti mjerenjem temperature baze releja (metalne ploče kućišta) na mjestima pričvršćivanja na radijator. Ako je temperatura blizu 60 °C ili prelazi ovu vrijednost, tada je hlađenje releja nedovoljno i moraju se poduzeti dodatne mjere za poboljšanje odvođenja topline. Najbolje je dijagnosticirati relej pomoću beskontaktnog termometra (pirometra).

Stalni relej se uključuje, ali ne isključuje opterećenje, koji je razlog?

U većini slučajeva, uzrok je pokušaj korištenja SSR-a dizajniranog za izmjenični napon s istosmjernim napajanjem (pogledajte KIPPRIBOR klasifikaciju poluprovodničkog releja (SSR) prema rasponu i vrsti sklopnog napona). U protivnom dolazi do kvara sklopne sklopke TSR, a na opterećenju se obično uočava postojanje jednog poluvala mrežnog napona, tj. napon na opterećenju postoji, ali je upola manji od nazivne vrijednosti . Ova situacija je posljedica kvara jednog od sklopnih elemenata TSR-a. Situacija kada su oba ključa za prebacivanje odjednom pokvarena je rjeđa. Najvjerojatniji uzroci kvara releja su:

• veliki udari struje u krugu opterećenja, koji prelaze dopuštene granice nosivosti SSR-a, na primjer, kada početne struje nisu uzete u obzir pri odabiru releja, a relej je odabran samo na temelju nazivne struje opterećenja ;
• prisutnost velike razine smetnji (prenapona) mreže napajanja kao rezultat prijelaznih procesa koji se javljaju, na primjer, pri prebacivanju drugih snažnih induktivnih opterećenja na istoj liniji napajanja;
• toplinski slom nastaje kada pregrijavanje releja dovodi do smanjenja dopuštene sklopne struje i naknadnog kvara sklopnog elementa zbog preopterećenja; ili kada je kritična temperatura za TTP prekoračena ~80°C. Rjeđe se događa situacija kada relej još nije oštećen i dolazi do toplinskog pregrijavanja SSR-a. U tom slučaju, funkcionalnost releja može se vratiti nakon što se relej ohladi na prihvatljive temperaturne vrijednosti. Ova situacija se događa kada su mjere poduzete za hlađenje releja tijekom rada nedovoljne;
• nedovoljna ventilacija zraka na mjestu ugradnje TTR-a zbog prisutnosti prepreka slobodnom kretanju zraka (ormar je premalen, otvori za ventilaciju su blokirani itd.);
HT-xx44.ZD3 i HT-xx44.ZA2

KIPPRIBOR TTP možete kupiti od OWEN distributera. Možete pogledati popis OWEN zastupnika

Posjetite katalog poluprovodničkih releja KIPPRIBOR TTR katalog...>>

Pitanja o TTP-u možete postaviti na forumu tvrtke OWEN forum...>>

Službeni partner KIPPRIBOR-a u Rusiji -

Što se događa ako otvorite sklopku koja kontrolira struju kroz induktivitet? Induktivitet, kao što je poznato, karakterizira sljedeće svojstvo: U = L(dI/dt), a iz toga slijedi da se struja ne može odmah isključiti, jer bi se u tom slučaju na induktivitetu pojavio beskonačni napon. Zapravo, napon preko induktiviteta naglo raste i nastavlja rasti sve dok ne poteče struja. Elektronički uređaji koji pokreću induktivna opterećenja možda neće moći podnijeti ovo povećanje napona, posebno komponente koje dožive kvar na određenim razinama napona. Razmotrite prikazani dijagram

Riža. 1.94. Induktivno "bacanje".

na sl. 1.94. U izvorno stanje sklopka je zatvorena i kroz induktivitet (koji može biti npr. namot releja) teče struja. Kad je sklopka otvorena, induktivitet nastoji uzrokovati struju između točaka A i B u istom smjeru kao kad je sklopka zatvorena. To znači da potencijal točke B postaje pozitivniji od potencijala točke A. U našem slučaju razlika potencijala može doseći 1000 V prije nego što se u sklopki pojavi električni luk koji zatvara strujni krug. U tom se slučaju skraćuje radni vijek prekidača i javlja se impulsni šum koji može utjecati na rad obližnjih krugova. Ako zamislimo da se kao sklopka koristi tranzistor, tada se radni vijek takve sklopke ne skraćuje, već jednostavno postaje nula!

Da biste izbjegli takve probleme, najbolje je spojiti diodu na induktivitet, kao što je prikazano na sl. 1.95. Kada je sklopka zatvorena, dioda je reverzno prednaponska (zbog pada istosmjernog napona na namotu induktora). Kada se sklopka otvori, dioda se otvara i potencijal kontakta sklopke postaje veći od potencijala pozitivnog napona napajanja za količinu pada napona na diodi. Dioda mora biti odabrana tako da može izdržati početnu struju jednaku struji koja teče u stacionarnom stanju kroz induktivitet; prikladna je, na primjer, dioda poput 1N4004.

Riža. 1.95. Induktivno blokiranje prenapona.

Jedini nedostatak opisanog sklopa je što odgađa slabljenje struje koja teče kroz zavojnicu, budući da je brzina promjene te struje proporcionalna naponu na induktivitetu. U slučajevima kada se struja mora brzo smanjivati ​​(na primjer, brzi kontaktni pisači, brzi releji itd.), najbolji se rezultat može postići ako se na induktor spoji otpornik, odabirući ga tako da vrijednost U i + IR ne prelazi najveći dopušteni napon na prekidaču. (Najbrži pad za dati maksimalni napon može se postići spajanjem Zener diode na induktor, što omogućuje linearno, a ne eksponencijalno smanjenje.)

Slika 1.96. RC "prigušivač" za suzbijanje induktivnog prenapona.

Diodna zaštita ne može se koristiti za izmjenične krugove koji sadrže induktore (transformatore, izmjenične releje), jer će dioda biti otvorena tijekom onih poluciklusa signala kada je sklopka zatvorena. U takvim slučajevima preporuča se koristiti tzv. RC prigušni lanac (slika 1.96). Vrijednosti R i C prikazane na dijagramu tipične su za mala induktivna opterećenja spojena na vodove izmjenične struje. Prigušivač ove vrste treba imati u svim uređajima koji rade pod naponom električni vodovi izmjenične struje, budući da je transformator induktivno opterećenje. Za zaštitu možete koristiti i element kao što je varistor metalnog oksida. To je jeftin element sličan izgledu keramičkom kondenzatoru, a električnim karakteristikama dvosmjernoj Zener diodi. Može se koristiti u rasponu napona od 10 do 1000 V za struje koje dosežu tisuće ampera (vidi.

Koristi se kao uspješna alternativa tradicionalnim elektromagnetskim relejima ili kontaktorima. Uređaji su uobičajeni u području preklapanja jednofaznih i 3-faznih vodova. Koriste se za beskontaktno preklapanje grijaćih uređaja, rasvjete i druge opreme s otpornim teretima napona od 24 do 380 V za izmjeničnu struju za upravljanje transformatorima. Koristi se za induktivna opterećenja, kao što su motori niske struje ili elektromagneti.

Riža. broj 1. Izgled poluprovodnički relej i ukupne dimenzije.

Solid state releji se dijele prema vrsti upravljanja, to su AC ili DC releji koji koriste promjenjivi otpornik i koriste analogni strujni signal od 4 - 20 mA. Releji za kontrolu razine napona uključuju ili isključuju opterećenje primjenom ili uklanjanjem punog signala s opterećenja.

Prednosti

• Dugo razdoblje rada.
• Odsutnost strana buka, nestabilni kontaktni spojevi, iskre i električni lukovi prilikom prebacivanja.
• Pouzdan izolacijski otpor u krugovima opterećenja i upravljačkim krugovima rasklopnih uređaja.
• Nema akustičnih smetnji.
• Visok stupanj uštede energije.
• Izvođenje ( velika brzina prebacivanje).
• Male ukupne dimenzije.
• Nedostatak prevencije i održavanja.

Visoka kvaliteta električnih performansi omogućuje prebacivanje s elektromagnetskih releja i kontaktora na poluprovodničke releje.

Riža. broj 2. Primjer korištenja poluprovodničkog releja SCR upravljanje.

Nedostaci i mjere zaštite relejnog uređaja

Postoji nekoliko lokalnih čimbenika koji mogu uzrokovati kvar uređaja - ovo su:

1. Prenapon.
2. Strujno preopterećenje i kratki spoj.
3. Pregrijavanje zbog slabog odvođenja topline (maksimalna temperatura zagrijavanja baze uređaja ne smije prelaziti 80 0 C).

Za opterećenja veća od 5 A, na bazu releja se nanosi posebna pasta koja provodi toplinu. Kod I = 25A koristi se ventilator. Neki modeli su opremljeni zaštitom od pregrijavanja; isključuje relej kada temperatura tiristora prijeđe 120 0 C. Za zaštitu releja od preopterećenja koriste se osigurači na poluvodičima (oni rade izuzetno brzo (2 ms) i ne dopuštaju kratkotrajno napajanje). strujni krug za razvoj).

Princip rada poluprovodničkog releja

Riža. broj 3. Shema rada pomoću poluprovodničkog releja. U isključenom položaju, kada je ulaz 0 V, poluprovodnički relej ne dopušta struji prolaz kroz opterećenje. U uključenom položaju postoji napon na ulazu, struja teče kroz opterećenje.

Osnovni elementi podesivog ulaznog kruga izmjenične struje.

1. Regulator struje služi za održavanje konstantne vrijednosti struje.
2. Punovalni most i kondenzatori na ulazu u uređaj koriste se za pretvaranje izmjeničnog signala u istosmjerni.
3. Ugrađen optički izolacijski optokaparler, na njega se dovodi napon napajanja i kroz njega teče ulazna struja.
4. Okidački krug se koristi za kontrolu emisije svjetla ugrađenog optokaplera; ako se ulazni signal prekine, struja će prestati teći kroz izlaz.
5. Otpornici serijski raspoređeni u krugu.

Solid-state releji koriste dvije uobičajene vrste optičke izolacije - semistor i tranzistor.

Triac ima sljedeće prednosti: uključivanje u sklop okidača, odvajanje i njegovu otpornost na smetnje. Nedostaci uključuju visoku cijenu i potrebu za velikim količinama struje na ulazu u uređaj potrebne za prebacivanje izlaza.

Riža. broj 4. Dijagram releja sa sedam katova.

- ne zahtijeva veliku vrijednost struje za prebacivanje izlaza. Nedostatak je što se okidački krug nalazi izvan odvajanja, što znači veći broj elemenata i slaba zaštita od smetnji.

Riža. broj 5. Relejni krug s tiristorom.

Riža. broj 6. Izgled i raspored elemenata u konstrukciji poluvodičkog releja s tranzistorskim upravljanjem.

Princip rada poluprovodničkog tipa relejaSCRpoluvalna kontrola

Kada struja teče kroz relej isključivo u jednom smjeru, izlazna snaga se smanjuje za gotovo 50%. Da bi se spriječio ovaj fenomen, koriste se dva paralelno spojena SCR-a, smještena na izlazu (katoda je povezana s anodom drugog).

Riža. broj 7. Dijagram principa rada poluvalne regulacije SCR

Vrste sklopki poluprovodničkih releja

1. Kontrola sklopnih radnji kada struja prolazi kroz nulu.

Riža. broj 8. Preklopni releji kada struja prijeđe nulu.

Prednost ove metode je odsutnost smetnji kada je uključena.

Nedostaci - prekid izlaznog signala, nemogućnost korištenja s teretima s visokim induktivitetom.

Koristi se za otporna opterećenja u sustavima upravljanja i nadzora uređaja za grijanje. Primjena kod slabo induktivnih i kapacitivnih opterećenja.

1. Upravljanje fazama čvrstog releja

Slika br. 9. Krug upravljanja fazama.

Prednost: kontinuitet i glatko podešavanje, mogućnost promjene vrijednosti izlaznog napona.

Nedostaci: postoje smetnje tijekom uključivanja Područja primjene: upravljanje sustavima grijanja, induktivnim opterećenjima (transformatori), infracrvenim prekidačima (omsko opterećenje).

Ključni pokazatelji za odabir poluvodičkih releja

• Struja: opterećenje, pokretanje, nazivna.
• Vrsta opterećenja: induktivnost, kapacitet ili otporno opterećenje.
• Vrsta napona kruga: AC ili DC.
• Vrsta upravljačkog signala.

Preporuke za odabir releja i radnih nijansi

Trenutno opterećenje i njegova priroda glavni su čimbenici koji određuju izbor. Relej se odabire s rezervom struje, što uključuje uzimanje u obzir početne struje (mora izdržati 10 puta veću struju i preopterećenje od 10 ms). Pri radu s grijačem, nazivna struja premašuje nazivnu struju opterećenja za najmanje 40%. Pri radu s elektromotorom preporuča se da rezerva struje bude najmanje 10 puta veća od nazivne vrijednosti.

Približni primjeri odabira releja kada je struja prekoračena

1. Opterećenje aktivne snage, na primjer, grijaći element - rezerva 30-40%.
2. Elektromotor asinkronog tipa, 10-struka rezerva struje.
3. Rasvjeta žaruljama sa žarnom niti – 12-struka rezerva.
4. Elektromagnetski releji, zavojnice - od 4 do 10 puta rezerve.

Riža. broj 10. Primjeri izbora releja za aktivno strujno opterećenje.

Elektronička komponenta električnih krugova kao što je poluprovodnički relej postaje obavezno sučelje u modernim krugovima i osigurava pouzdanu električnu izolaciju između svih uključenih električnih krugova.

Napišite komentare ili dodatke članku, možda sam nešto propustio. Pogledajte, bit će mi drago ako pronađete još nešto korisno kod mene.