Relee cu stare solidă
Rolul întrerupătoarelor fiabile în sistemele moderne de automatizare este foarte important. În ceea ce privește domeniile tehnologice moderne, precum sistemele de comunicații, electronica de consum și auto sau automatizarea industrială, peste tot există o tranziție treptată, dar clară de la schemele de comutare familiare la cele convenționale. relee electromagnetice și mutarea demaroarelor de contact către instrumente de comutare mai fiabile, cum ar fi releele cu stare solidă.
Semiconductoarele înlocuiesc de drept dispozitivele mecanice de comutare și control, chiar și în circuitele cu sarcini de curent puternice, deoarece procesul de îmbunătățire a semiconductorilor în fiecare an mulțumește cu caracteristicile din ce în ce mai mari ale comutatoarelor de putere.
Releul semiconductor conține în proiectare întrerupătoare de putere puternice care înlocuiesc cu succes contactele releelor electromagnetice tradiționale, demaroare și contactoare. Aceste relee avansate cu stare solidă pot comuta sarcini de până la 250 de amperi, fiind în același timp mai fiabile.
Izolarea galvanică a circuitelor de comandă și executive nu necesită măsuri suplimentare de izolare pentru un astfel de releu. Releele cu stare solidă servesc ca o interfață în care circuitele de control de joasă tensiune și circuitele de putere de înaltă tensiune sunt izolate unele de altele. Structura releelor cu stare solidă de la diferiți producători este relativ similară, iar toate releele de acest tip au doar diferențe foarte mici.
Circuitul de intrare al unui astfel de releu cu stare solidă poate consta dintr-un rezistor în serie cu un optocupler sau poate fi mai complex. Funcția circuitului de intrare este de a primi un semnal de control pentru comutarea ulterioară.
Mai jos, circuitul este izolarea optică, care asigură izolarea între circuitele de intrare, intermediare și de ieșire ale releului cu stare solidă. Semnalul de intrare este procesat de un circuit de declanșare care controlează comutarea ieșirii releului cu stare solidă.
Circuitul de comutare furnizează tensiune sarcinii. De obicei, această parte constă dintr-un tranzistor, tiristor sau triac.
Pentru funcționarea fiabilă a releelor cu stare solidă în diferite condiții, inclusiv sarcini inductive, este necesar un circuit de protecție. Cu toate acestea, în ciuda prezenței unui circuit de protecție în toate releele cu stare solidă, există încă diverse modificări, iar unele dintre aceste relee nu permit sarcini inductive, în timp ce altele sunt special adaptate pentru acestea.
Semiconductorii de putere au o oarecare rezistență internă, astfel încât atunci când sarcina este comutată, releul cu stare solidă se încălzește. Când este încălzit peste 60 de grade Celsius, valoarea admisibilă a curentului comutat scade, prin urmare, în condiții severe de funcționare, un astfel de releu necesită o disipare suplimentară a căldurii.Pentru aceasta se folosește un radiator sau chiar o răcire cu aer.
Pentru sarcinile inductive, se recomandă asigurarea unei rezervă de curent admisibil de 2-4 ori, iar dacă vorbim despre controlul unui motor asincron, atunci rezerva de curent ar trebui să fie de zece ori.
Tensiunea curentă atunci când controlați o sarcină puternică de natură activă este eliminată prin utilizarea unui releu de comutare cu curent zero, astfel de relee sunt echipate cu o unitate de control suplimentară a circuitului de declanșare care previne pornirea la suprasarcină. Dar atunci când controlați o sarcină de natură capacitivă sau inductivă, trebuie asigurată o marjă de curent considerabilă.
De regulă, un releu DC cu un curent constant are deja o rezervă pentru o creștere de trei ori a curentului nominal pe termen scurt (nu mai mult de 10 milisecunde) atunci când este supraîncărcat la pornire, iar releele tiristoare - de zece ori.
Pentru rezistența la zgomotul de impuls, un circuit RC este instalat într-un releu solid în paralel cu circuitul de ieșire, dar pentru o protecție mai fiabilă, este necesar să se conecteze varistoare externe în paralel cu fiecare dintre fazele unui astfel de releu.
Documentația tehnică furnizată de producător, de regulă, conține toate datele cuprinzătoare privind caracteristicile unui anumit releu solid și modurile sale de funcționare admise și domeniile de aplicare în general.