В повседневной жизни всё более широкое применение находят твердотельные реле. Они незаменимы в ситуациях, когда требуется частое включение и выключение нагрузки, так как обычные электромагнитные реле не выдерживают частых механических воздействий и быстро выходят из строя. Кроме того, твердотельные реле, в отличие от электромагнитных, не создают раздражающих щелчков при переключении, что делает их более предпочтительными для использования.
Высокая стоимость новых реле, особенно трёхфазных, вызывает сомнения в их целесообразности. В таких ситуациях может быть полезным изготовление реле своими руками. Этот сайт поможет вам в этом. Изготовление трёхфазного реле на 40 ампер самостоятельно обойдётся максимум в 500 рублей, даже если покупать все компоненты, тогда как заводское реле стоит несколько тысяч. Это стоит учесть.
Заводское реле при повреждении внутренних деталей не подлежит ремонту и требует полной замены. Самодельное реле прослужит вам долгие годы, поскольку вы будете знать его устройство досконально. Если какие-то части реле выйдут из строя, вы легко сможете их заменить и продолжить его использование.
Давайте начнём.
Схема твердотельного реле
Детали
Для работы нам понадобится.
- S1 – Любой выключатель или тумблер.
- F1 – предохранитель на 0.25 – 0.5 Ампер.
- C1 – 0.068 мкФ 630 Вольт.
- R1 – 470 кОм.
- R2 – 100 Ом.
- VDS1 – Выпрямительный мост на 1 Ампер 600 – 1000 Вольт или отдельные диоды.
- D1 – стабилитрон на 20 Вольт 0.5 Ватт.
- C2 – 10 мкФ 25 Вольт.
- MOC3063 – 3 штуки.
- R3, 7, 11 по 330 Ом 0.5 Ватт.
- C3, 5, 7 – по 2.7 нФ 50 Вольт. На ток до 10 Ампер на фазу. Если планируете нагрузку выше, то нужно поставить 3.3 нФ.
- R4, 8, 12 по 470 Ом 2 Ватта. На ток до 10 Ампер на фазу. Если планируете нагрузку выше, то нужно поставить 330 Ом 2 Ватта.
- T1, 2, 3 – симисторы ВТА41-600 – 3 штуки.
- VD1, 2, 3, 4, 5, 6 – защитные TVS диоды типа 1.5 KE300CA.
- R5, 9, 13 – по 47 Ом 5 Ватт. На ток до 10 Ампер на фазу. Если планируете нагрузку выше, то нужно поставить 27 Ом 5 Ватт.
- C4, 6, 8 – по 0.047 мкФ 630 Вольт. На ток до 10 Ампер на фазу. Если планируете нагрузку выше, то нужно поставить 0.1 мкФ 630 Вольт.
- D2, 3, 4 – любые диоды на напряжение не меньше 600 Вольт. Например 1N4007.
- R6, 10, 14 – по 470 кОм.
- Макетная плата – 2 штуки.
- Теплопроводная паста.
Изготовление трехфазного твердотельного реле
Сбор деталей следует начинать с корпуса будущего устройства. Хорошо подойдут боксы для автоматических выключателей, доступные в магазинах электротоваров. Стоимость варьируется в зависимости от размера бокса.
Основной элемент будущего реле — радиатор охлаждения симисторов. Чем больше радиатор, тем дольше симисторы будут работать при комфортной температуре. Если корпус реле металлический, пластину радиатора можно прикрепить к его задней стенке, превращая весь корпус в радиатор.
Симисторы ВТА-41 можно закрепить без изоляторов, прямо на радиаторе, так как их выводы не имеют электрического контакта с подложкой. Для других симисторов необходимо проверять характеристики.
Перед монтажом деталей на плату я проверил работу оптронов, что видно на фотографии. Из 20 купленных в Китае МОС3063 три оказались бракованными. Будьте внимательны.
Начинаем монтаж с разметки и установки на место симисторов, а потом и остальных деталей.
Паяем. Провода припаиваем повышенного диаметра (в зависимости от нагрузки).
Тщательно удаляем лишние медные контакты с макетной платы между высоковольтными проводами, как показано на фотографиях, чтобы избежать коротких замыканий. Это напряжение в 380 вольт является чрезвычайно высоким и может представлять серьёзную опасность для жизни.
Прикрепляем выводами деталей следующую плату.
Устанавливаем гнёзда для оптронов. Если оптрон сгорит в эксплуатации, то заменить его можно за пару секунд.
Устанавливаем детали управления.
Испытываем срабатывание оптронов.
Поочерёдно подаём напряжение 220 Вольт на каждую фазу для проверки.
Подключаем прибор поочерёдно к каждой фазе и проверяем открытие симистора при включении управляющего напряжения. 4,2 мОм – симистор закрыт.
Симистор открыт.
Убедившись, что реле работает, заливаем места на плате, где есть высокое напряжение термоклеем.
Смазываем теплопроводной пастой симисторы и закрепляем их на радиатор. Макетная плата устанавливается на изолирующих шайбах.
Устанавливаем устройство в корпусе и герметично закрываем. Теперь трёхфазное твердотельное реле готово к использованию.