В настоящее время большое распространение получили различные твердотельные реле, которые приходят на смену контакторам, электро-механическим реле. Принцип работы твердотельного реле почти не отличается от обычного, единственное в нем нет привычных механических контактов, которые постоянно подгорают из-за высокой нагрузки и постоянных включений-выключений. Вместо механических контактов в таких реле применяются различные оптические полупроводниковые элементы. Компоненты твердотельного реле разделены на две электрические цепи: управляющую и переключающую (подключенную к нагрузке). Цепь гальванически развязана, т.е. между ними нет электрического соединения.
Конструктивные особенности
В случае с твердотельным реле (SSD) силовым элементом является транзистор, тиристор или аналогичный элемент. При подаче электрического сигнала на вход, загорается светодиод, который своим излучением активирует силовой элемент и тот в свою очередь замыкает силовую цепь. Управляться твердотельные реле могут как постоянным, так и переменным током и напряжением разной величины– зависит от конструктивных особенностей и производителя.
В нейтральном (выключенном) состоянии ток через инфракрасный светодиод не проходит, поэтому коммутация выходной цепи не происходит. После подачи управляющего сигнала ток проходит через светодиод, срабатывает оптоэлектронный элемент, подключает нагрузку. Использование оптоэлектронного элемента обеспечивает высокую частоту переключения, что является преимуществом данного решения. Следует знать, что конструктивные особенности твердотельных реле вносят некоторые ограничения, так:
· Симисторные реле применяются для коммутации цепей переменного тока;
· Тиристорные реле (два тиристора включенные встречно) – для цепей переменного тока;
· Реле на полевом транзисторе – для коммутации цепей постоянного тока;
· IGBT реле - для цепей постоянного тока.
По входному сигналу разделяют три типа твердотельных реле:
· 3-30 В для реле, которые коммутируют переменный ток (4-10 В для реле, которые коммутируют постоянный ток);
· 6-30 В для цепей переменного тока;
· 90-280 В для цепей переменного тока.
Максимальная величина обратного напряжения не должна превышать 7 В. Твердотельные реле в специальном исполнении могут коммутировать нагрузку до 5000А. Это очень большие токи.
Виды и типы твердотельных реле
Разделяют твердотельные реле на два вида:
· однофазные;
· трехфазные.
Однофазные реле часто применяют для управления небольшой нагрузкой 10-25А, хотя выпускаются однофазные твердотельные реле на ток до сотен ампер. Трехфазные реле часто применяют для подключения электродвигателей, мощных тэнов и др.
В зависимости от условий, при которых реле активируется, различают:
· Реле которые включаются сразу при появлении сигнала управления. Такие реле называют реле без контроля нуля.
· Реле с контролем нуля. Такие реле включаются специальной схемой, которая при появлении управляющего сигнала позволяет коммутировать выходную цепь только при напряжении не более 40 В, которое называется напряжением запрета. Уровень питающего сигнала должен как бы пройти через ноль.
Реле без контроля нуля обычно применяются в регуляторах мощности и различных системах автоматики, а твердотельные реле с контролем нуля – для мягкого подключения нагрузки без создания помех.
В качестве регулятора в своей практике я такие реле не применял, а вот вместо магнитного пускателя часто монтировал для запуска асинхронных электродвигателей. Вообще, конечно, в каждом случае приходится изучать инструкцию к прибору, чтобы не ошибиться с подключением и управлением. Это тоже нужно иметь ввиду. Какие интересные схемы с твердотельным реле вы встречали в своей практике? Пишите в комментарии. Спасибо!
