Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Klasické startéry a stykače se postupně stávají minulostí. Jejich místo v automobilové elektronice, domácích spotřebičích a průmyslové automatizaci je polovodičové zařízení, ve kterém nejsou žádné pohyblivé části.

Zařízení mají různá provedení a schémata zapojení, na kterých závisí rozsah jejich použití. Před použitím přístroje je nutné pochopit jeho princip fungování, seznámit se s funkcemi a připojením různých typů relé. Odpovědi na uvedené otázky jsou podrobně popsány v tomto článku.

Polovodičové reléové zařízení

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

Klíčové pracovní uzly těchto zařízení jsou reprezentovány triaky, tyristory nebo tranzistory. TTR nemají pohyblivé části a liší se od elektromechanických relé.

Velikost polovodičového relé závisí do značné míry na maximálním přípustném zatížení a schopnosti odvádět teplo přenosem tepla a konvekcí (+)

Vnitřní struktura těchto zařízení se může značně lišit v závislosti na typu regulovaného zatížení a elektrického obvodu.

Nejjednodušší polovodičová relé zahrnují takové uzly:

  • vstupní uzel s pojistkami;
  • spoušťový řetěz;
  • optická (galvanická) izolace;
  • spínací uzel;
  • Ochranné řetězy;
  • výstupní jednotku k zátěži.

Vstupní uzel TTP je primární okruh s odporem připojeným k sérii. V tomto obvodu je volitelně integrována pojistka. Úkolem vstupního uzlu je přijetí řídicího signálu a přenos povelu na přepínače, které přepínají zátěž.

Při střídavém proudu se galvanické oddělení používá k oddělení řídicích a hlavních obvodů. Z jeho zařízení do značné míry závisí na principu relé. Spouštěcí obvod zodpovědný za zpracování vstupního signálu může být začleněn do optického izolačního uzlu nebo umístěn odděleně.

Ochranný uzel zabraňuje vzniku přetížení a chyb, protože v případě poruchy zařízení může dojít k poškození připojeného zařízení.

Hlavním účelem polovodičových relé je uzavření / otevření elektrické sítě se slabým řídicím signálem. Na rozdíl od elektromechanických analogů mají kompaktnější podobu a nevytvářejí v průběhu provozu charakteristické klikání.

Princip činnosti TTR

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

Optická izolace umožňuje vytvořit řídicí signály s minimálním výkonem, což je důležité pro senzory pracující z nezávislých zdrojů (+)

V klasickém provedení jsou v přístrojové skříni zahrnuty dva kontakty spínacího obvodu a dva řídicí vodiče. Jejich počet se může měnit s nárůstem počtu připojených fází. V závislosti na přítomnosti napětí v regulačním obvodu se hlavní zátěž zapíná nebo vypíná polovodičovými prvky.

Charakteristikou polovodičových relé je přítomnost konečného odporu. Pokud jsou kontakty v elektromechanických zařízeních zcela odpojeny, pak je v pevném stavu nepřítomnost proudu v obvodu zajištěna vlastnostmi polovodičových materiálů.

Proto se při vyšších napětích mohou vyskytnout malé svodové proudy, které mohou nepříznivě ovlivnit provoz připojeného zařízení.

Klasifikace polovodičového relé

Aplikace relé jsou různá, proto se jejich konstrukční vlastnosti mohou značně lišit v závislosti na potřebách konkrétního automatického obvodu. TTR se klasifikuje podle počtu připojených fází, typu provozního proudu, konstrukčních vlastností a typu řídicího obvodu.

Počet připojených fází

Polovodičová relé se používají jako součást domácích spotřebičů i v průmyslové automatizaci s provozním napětím 380 V.

Proto jsou tato polovodičová zařízení v závislosti na počtu fází rozdělena na:

  • jedna fáze;
  • tři fáze.

Jednofázové TTR umožňují práci s proudy 10-100 nebo 100-500 A. Jejich řízení se provádí analogovým signálem.

K trojfázovému relé se doporučuje připojit vodiče různých barev, aby bylo možné při instalaci zařízení správně připojit

Třífázová polovodičová relé jsou schopna procházet proudem v rozsahu 10-120 A. Jejich zařízení předpokládá reverzibilní princip činnosti, který zajišťuje spolehlivou regulaci několika elektrických obvodů současně.

Třífázový TTR se často používá k zajištění provozu asynchronního motoru. Jeho elektrický řídicí obvod nutně zahrnuje rychlé pojistky v důsledku vysokých spínacích proudů.

Podle typu provozního proudu

Pevné relé nelze konfigurovat ani přeprogramovat, takže mohou pracovat normálně pouze s určitým rozsahem elektrických parametrů sítě.

V závislosti na potřebách TTP lze ovládat obvody se dvěma typy proudu:

  • trvalé;
  • proměnná.

Podobně lze TTR klasifikovat podle typu aktivního napětí. Většina relé v domácích spotřebičích pracuje s proměnnými parametry.

DC není používán jako hlavní zdroj elektřiny v žádné zemi na světě, takže relé tohoto typu mají úzký rozsah

Zařízení s konstantním regulačním proudem se vyznačují vysokou spolehlivostí a regulací 3–32 V. Odolávají širokému rozsahu teplot (-30 .. + 70 ° C) bez výrazných změn vlastností.

Relé, regulované střídavým proudem, mají řídicí napětí 3-32 V nebo 70-280 V. Jsou charakterizovány nízkou elektromagnetickou interferencí a vysokou rychlostí provozu.

Podle konstrukčních prvků

Polovodičová relé jsou často instalována v obecném elektrickém panelu bytu, takže mnoho modelů má montážní blok pro montáž na lištu DIN.

Kromě toho se mezi TTR a nosnou plochou nacházejí speciální radiátory. Umožňují chladit zařízení pod vysokým zatížením při zachování jeho výkonu.

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

Mezi relé a radiátorem se doporučuje nanášet vrstvu tepelné pasty, která zvyšuje kontaktní plochu a zvyšuje přenos tepla. K dispozici jsou také TTR, určené k upevnění na zeď běžnými šrouby.

Podle typu kontrolního schématu

Ne vždy princip fungování technologie s nastavitelným relé vyžaduje její okamžitý provoz.

Výrobci proto vyvinuli několik systémů kontroly TTR, které se používají v různých oblastech:

  1. Ovládání "přes nulu" . Tato varianta řízení polovodičového relé předpokládá provoz pouze při hodnotě napětí 0. Používá se v zařízeních s kapacitními, odporovými (topnými) a slabými indukčními (transformátorovými) zátěžemi.
  2. Okamžitě . Používá se, když je vyžadováno ostré relé, když je použit řídicí signál.
  3. Fáze . Jedná se o regulaci výstupního napětí změnou parametrů řídicího proudu. Používá se pro plynulou změnu stupně vytápění nebo osvětlení.

Polovodičová relé se liší v mnoha jiných, méně významných parametrech. Proto je při nákupu TTR důležité porozumět pracovnímu schématu připojeného zařízení za účelem získání nejvhodnějšího seřizovacího zařízení.

Musí existovat zásoba energie, protože relé má provozní zdroj, který se rychle spotřebovává při častém přetížení.

Výhody a nevýhody TTR

Polovodičová relé z dobrého důvodu přemísťují konvenční ovladače a stykače z trhu. Tato polovodičová zařízení mají mnoho výhod oproti elektromechanickým protějškům, které nutí spotřebitele zastavit volbu na nich.

Relé pro mikroobvody má kompaktní rozměry a je silně omezeno maximálním přípustným proudem. Jsou upevněny hlavně pájením speciálních nohou

Mezi tyto výhody patří:

  1. Nízká spotřeba energie (o 90% méně).
  2. Kompaktní rozměry umožňující montáž zařízení do uzavřeného prostoru.
  3. Vysokorychlostní start a vypnutí
  4. Nízkošumový provoz, bez kliknutí na elektromechanické relé.
  5. Neočekává se žádná údržba.
  6. Dlouhá životnost díky zdrojům stovek milionů pozitiv.
  7. Díky širokým možnostem úpravy elektronických součástek rozšířily TTR oblasti použití.
  8. Při spuštění není elektromagnetické rušení.
  9. Poškození kontaktů v důsledku jejich mechanického nárazu je vyloučeno.
  10. Mezi ovládacími a spínacími obvody není žádný přímý fyzický kontakt.
  11. Schopnost řídit zátěž.
  12. Přítomnost pulzních automatů TTR, které chrání před přetížením.
  13. Možnost použití ve výbušném prostředí.

Tyto výhody polovodičových relé nejsou vždy dostačující pro normální provoz zařízení. Proto elektromechanické stykače zcela nenahradili.

Pro stabilní provoz výkonných polovodičových relé je důležité účinné odvádění tepla, protože při zvýšených teplotách je zátěžové napětí prudce zkresleno (+)

TTR mají také nevýhody, které jim brání v mnoha případech.

Mezi nevýhody patří:

  1. Neschopnost většiny zařízení pracovat s napětím nad 0, 5 kV.
  2. Vysoké náklady
  3. Citlivost na vysoké proudy, zejména u spouštěcích obvodů motoru.
  4. Omezení použití v podmínkách vysoké vlhkosti.
  5. Kritické snížení výkonu při teplotách pod 30 ° C mrazu a nad 70 ° C.
  6. Kompaktní pouzdro vede k nadměrnému zahřívání zařízení při trvale vysokých zátěžích, což vyžaduje použití speciálních zařízení pasivního nebo aktivního chlazení.
  7. Možnost tavení zařízení před zahřátím během zkratu.
  8. Mikroproudy v uzavřeném stavu relé mohou být pro provoz zařízení kritické. Například síťové zářivky mohou přerušovaně blikat.

Tak, polovodičová relé mají specifické aplikace. Ve vysokonapěťových průmyslových obvodech, jejich použití je hrozně omezené kvůli nedokonalým fyzikálním vlastnostem polovodičových materiálů.

V domácnostech a automobilovém průmyslu však TTP zaujímá silné postavení díky svým pozitivním vlastnostem.

Možná schémata zapojení

Schémata zapojení pro polovodičová relé mohou být velmi různorodá. Každý elektrický obvod je postaven na vlastnostech připojené zátěže. K obvodu mohou být přidány další pojistky, regulátory a řídicí zařízení.

Vzhledem k tomu, že řídicí obvod a zátěž v přístroji se nepřekrývají, jejich elektrické charakteristiky se mohou lišit v jakýchkoli parametrech (+)

Dále budou představeny nejjednodušší a nejběžnější schémata připojení TTR:

  • normální;
  • s připojeným obrysem;
  • normálně zavřené;
  • tři fáze;
  • reverzibilní.

Normálně otevřený (otevřený) obvod - relé, zátěž, ve které je pod proudem v přítomnosti řídicího signálu. To znamená, že připojené zařízení je v odpojeném stavu s vypnutými vstupy 3 a 4.

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

Normálně uzavřený okruh - znamená relé, zátěž, ve které je pod napětím bez řídicího signálu. To znamená, že připojené zařízení je v provozuschopném stavu s vypnutými vstupy 3 a 4.

Je zde připojovací obvod pro polovodičové relé, ve kterém jsou řídicí a zátěžové napětí stejné. Tato metoda může být použita současně pro provoz v DC a AC sítích.

Třífázová relé jsou připojena několika různými způsoby. Kontakty mohou být připojeny v možnostech Star, Triangle nebo Star s možností Neutral.

Volba schématu zapojení třífázového relé závisí do značné míry na zvláštnostech zařízení připojeného k němu jako zátěži.

Reverzní polovodičová relé se používají v elektromotorech v příslušném režimu. Jsou vyráběny ve třífázovém provedení a obsahují dvě ovládací smyčky.

Pokud je relé důležité respektovat polaritu kontaktů, pak bude na štítku vždy uvedeno, kde se má fáze připojit a nula

Elektrické obvody s TTR je nutné sbírat pouze po jejich předběžném kreslení na papír, protože nesprávně připojená zařízení mohou selhat v důsledku zkratu.

Praktická aplikace zařízení

Použití polovodičových relé je poměrně rozsáhlé. Vzhledem ke své vysoké spolehlivosti a nedostatku potřeby pravidelné údržby jsou často instalovány na těžko přístupných místech zařízení.

V mnoha relé vyžaduje zapojení řídicího obvodu dodržení polarity, která musí být zohledněna v procesu instalace zařízení

Hlavní oblasti použití TTR jsou:

  • termoregulační systém s použitím topných prvků;
  • udržení stabilní teploty v technologických procesech;
  • řízení transformátorů;
  • ovládání osvětlení;
  • schémata pohybových senzorů, osvětlení, fotografické senzory pro pouliční osvětlení atd.;
  • řízení motoru;
  • nepřerušitelné zdroje napájení.

S nárůstem automatizace domácích spotřebičů se stávají polovodičová relé stále běžnější a vývoj polovodičových technologií neustále objevuje nové oblasti jejich použití.

V případě potřeby můžete sestavit polovodičové relé vlastníma rukama. Podrobné pokyny jsou uvedeny v tomto článku.

Závěry a užitečné video na toto téma

Prezentovaná videa pomohou lépe pochopit fungování polovodičových relé a seznámit se s metodami jejich připojení.

Praktická ukázka provozu nejjednoduššího polovodičového relé:

Analýza typů a vlastností polovodičových relé:

Testování práce a stupeň ohřevu TTR:

Téměř každá osoba může namontovat elektrický obvod z polovodičového relé a snímače.

Plánování pracovního plánu však vyžaduje základní znalosti z elektrotechniky, protože nesprávné připojení může vést k úrazu elektrickým proudem nebo zkratu. Ale v důsledku správných akcí, můžete získat spoustu užitečných domácích spotřebičů.

Je co dodat, nebo máte nějaké dotazy týkající se připojení a použití polovodičových relé? Můžete zanechat komentáře k publikaci, účastnit se diskusí a sdílet své vlastní zkušenosti s používáním těchto zařízení. Formulář pro komunikaci je ve spodním bloku.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Elektrikář