Princip činnosti polovodičového jednofázového AC relé

Polovodičové relé je třída elektronických zařízení, jejichž činnost je založena na interakci výkonových spínačů a polovodičových prvků. Konstrukce zařízení neobsahuje pohyblivé části, což zajišťuje spolehlivé spínání obvodů.

Typy polovodičových relé

V průmyslové a technické dokumentaci můžete najít termín „tyristorový spínač“, který je považován za „vědecký“ název pro polovodičová relé. Je možné se setkat i se zkratkami a zkratkami, které tento typ zařízení rovněž označují – TTP, TPPT, SSR.

Tato obecná označení označují typ elektronického zařízení obecně, které se dělí na typy na základě jedné z následujících charakteristik:

• Počet fází;
• Typ spínaného napětí;
• Způsob kontroly;
• Designové vlastnosti.

Podle počtu fází se zařízení dělí na jednofázové a třífázové. Princip činnosti jednofázových polovodičových relé spočívá v ovládání pomocí proměnného odporu a analogového signálu. Navíc je lze použít i na třífázové síti. Proces činnosti třífázových spínacích zařízení je založen na reverzibilní regulaci elektrických obvodů.

Spínací napětí také hraje důležitou roli při činnosti polovodičového relé. Přístroje mohou být navrženy pro stejnosměrný i střídavý proud. Princip činnosti SSR závisí na aktuálním rozsahu.

Pro stejnosměrný proud je spínač vybrán pro rozsah 3-32V a pro střídavý proud – 90-250V. Druhý typ se vyznačuje vysokou rychlostí odezvy a účinností. Navíc jej lze použít pro spínání při síťovém napětí 220V.

Způsob ovládání se také odráží v rychlosti odezvy:

• Okamžitý. Používá se v obvodech, kde je nutné náhlé přepnutí;
• Fáze. Spínací zařízení s tímto způsobem ovládání se používají k ovládání úrovně osvětlení, teploty atd.
• “Přes nulu.” Ke spouštění dochází při nulovém napětí. Tento typ zařízení lze instalovat na zařízení s nízkou zátěží.

Princip činnosti polovodičového relé

Činnost SSR je určena interakcí dvou signálů:

To znamená, že mezi elektrickými obvody nedochází k přímému kontaktu, ale přenos informací a energie mezi nimi probíhá díky galvanické nebo optické izolaci.

Opto-izolátor je jedním z klíčových prvků principu činnosti zařízení. LED a fotodetektor, nazývaný také optočlen, fungují jako optoizolátor pro tepelné relé. Tato optická izolace je použitelná pro stejnosměrný i střídavý proud. Jeho hlavní funkcí je izolovat vstup od výstupu. Pro galvanické oddělení se používá optočlen.

Když elektřina prochází LED diodou umístěnou na vstupní části, rozsvítí se. Poté skrz mezeru světlo vstupuje do fotodetektoru, který hraje triak nebo fotosenzitivní tranzistor

V polovodičovém relé navrženém pro různá napětí (včetně 220 V) tedy funguje následující princip činnosti: kontaktní svorky jsou sepnuty nebo otevřeny.

Rozdíl od elektromagnetických relé

Kromě monolitické konstrukce se polovodičová relé liší od elektromagnetických relé svým principem činnosti. Druhý typ má cívku a pohyblivou kontaktní skupinu.

Tato konfigurace umožňuje uzavřít kontakty v důsledku toku proudu cívkou a přitahování kotvy ke skupině kontaktů. V konstrukci polovodičových relé žádné takové prvky nejsou. V závislosti na typu zařízení a rozsahu použití jsou kontaktní svorky sepnuty pomocí polovodičových spínačů.

Další vlastností, která odlišuje polovodičová relé od elektromagnetických, je absence pohyblivých částí v konstrukci. Přístroje díky tomu nepodléhají mechanickému opotřebení, což prodlužuje jejich životnost.

přihláška

Úprava a rozmístění vypínačů se volí na základě potřeb elektrické sítě, pro kterou jsou potřeba. Rozsah použití TTP je široký – zařízení lze nainstalovat pro:

• Ovládání elektromotoru;
• Regulace teplotních indikátorů v topných tělesech;
• Monitorování provozu transformátorů;
• ovládání úrovně světla;
• Řízení zahrnutí osvětlovacích zařízení;
• Automatizace průmyslových procesů;
• Seřízení snímače pohybu;
• Instalace v automobilové elektronice.

Navíc polovodičová relé různých typů díky svému principu činnosti a vhodnému řídicímu obvodu často fungují jako elektronické klíče. To platí zejména pro silové, slaboproudé instalace, strojní spínače, v jejichž provozu má okamžitá odezva velký význam.

TTP najdeme také v domácích spotřebičích: ledničky, pračky, topidla, varné konvice atd.

Jak vybrat polovodičové relé

Při nákupu polovodičového zařízení musíte vzít v úvahu následující vlastnosti:

• Typ a úprava: je třeba vzít v úvahu typ napětí, řídicí signál;
• Potřeba objektu: pro elektrické obvody je nutné zvolit takový počet relé, aby proud SSR převyšoval proud zátěže bez ohledu na provozní režim. Je pozoruhodné, že vlastnosti přetížení AC spínačů jsou vyšší než vlastnosti zařízení navržených pro provoz se stejnosměrným proudem;
• Požadovaná hodnota proudu: výběr se neprovádí podle jmenovitého zatěžovacího proudu, ale podle startovacího proudu. To znamená, že indikátor proudu v zařízení musí být větší než indikátor proudu v jakémkoli provozním režimu;
• Způsob přepínání: nejběžnějším typem je ovládání při přechodu „přes nulu“, protože prakticky eliminuje rušení, ke kterému dochází při zapnutí;
• Potřeba dalších zařízení: pokud je polovodičové relé instalováno na povrchu ve špatně větraném prostoru, může dojít k zahřívání polovodičů. Abyste tomu zabránili, doporučuje se nainstalovat chladicí radiátor.

Stabilní provozní teplota zajišťuje spolehlivý provoz spínače. Normální provoz zařízení je možný při okolní teplotě nepřesahující 60˚C.

Solid State Relay (SSR) nebo SolidState Relay (anglicky) jsou nazývány novou generací relé, která se svou funkcí podobají polovodičovým relé, ale liší se technologií. Taková relé se nazývají solid-state kvůli absenci pohyblivých prvků v konstrukci. Namísto kontaktní skupiny je na polovodičových prvcích, které provádějí spínání obvodů, použit elektronický klíč. Pro takové spínače se používají vysokovýkonové tranzistory (pro spínání stejnosměrných obvodů), tyristory nebo triaky (pro spínání střídavých obvodů). Absence kontaktní skupiny zcela eliminuje možnost vzniku jiskry v okamžiku sepnutí, díky čemuž lze polovodičová relé použít ve výbušném a požárně nebezpečném prostředí a místnostech. Polovodičová relé je možné vyrobit v jednofázovém i třífázovém provedení pro použití v sítích AC i DC. Obrázek 1 znázorňuje nízkopříkonový SSR pro spínání ve střídavých obvodech s napětím do 240 V a proudem do 2,5 A. Obrázky 2 a 3 znázorňují SSR pro spínání ve střídavých obvodech jednofázových zátěží do 40 A a třífázových zátěže do 60 A. Provozní řízení (napájení) SSR lze provádět pomocí střídavého i stejnosměrného proudu. Přítomnost polovodičových prvků v konstrukci, pro které je důležité udržovat přípustnou provozní teplotu, zahrnuje umístění SSR se jmenovitým proudem do 10 A nebo více na radiátory za účelem odvodu tepla.

Konstrukce a princip činnosti polovodičového relé

Uvnitř bloku TSR je elektronická deska, na které je umístěn ovládací prvek, odpojovač a vypínač. Řídicím prvkem je obvod pro stabilizaci napětí a proudu pro prvek vyzařující světlo. Oddělení využívá optoelektronické zařízení, například optočlen – prvek sestávající z prvku vyzařujícího světlo a přijímače, které jsou navzájem odděleny průhledným dielektrickým materiálem. Klasifikace TTP provedené s ohledem na způsob ovládání přepínání:

• S přepínáním nuly
• Okamžité zapnutí
• S fázovým řízením

Použití jakéhokoli typu ovládání je určeno ve fázi výběru technických charakteristik v každém konkrétním případě. Rozmanitost standardních velikostí a provozních napětí SSR, stejně jako individuální výhody každého způsobu ovládání, vám umožní vybrat vhodné relé pro jakýkoli účel. Obrázek ukazuje princip činnosti relé s triakovým spínačem. Princip činnosti SSR je založen na interakci dvou signálů – galvanicky odděleného řízení a řízeného. K této interakci dochází v optoelektronickém zařízení — optočlenu, opto- nebo fototyristoru. Záření LED pod řídicím napětím ovlivňuje fotodiodu, po které se objeví triakový řídicí proud a následně sepne provozní proud připojené zátěže. Mezi výhody mono polovodičových relé jsou zdůrazněny následující:

• Žádné elektromagnetické rušení při spínání obvodů
• Absence přechodových procesů při spínání obvodů
• Rychlost výkonu
• Žádné odskakování kontaktu ani hluk
• Praktický nevyčerpatelný spínací zdroj
• Možnost použití ve výbušném a požárně nebezpečném prostředí
• Nízká spotřeba energie ve srovnání s elektromagnetickým relé
• Spolehlivá izolace mezi vstupními a spínanými obvody
• Kompaktní a utěsněné provedení, chráněné před znečištěním a odolné vůči vibracím a rázovému zatížení
• Malá velikost

• Vysoká cena
• Citlivost na maximální přípustný spínací proud
• Citlivost na přehřátí

Poslední bod je kompenzován instalací TSR na radiátor pomocí dobré teplovodivé pasty. V důsledku toho má polovodičové relé mnohem více výhod než nevýhod a je oblíbeným a technicky vyspělým řešením. Nikdy byste neměli zapomínat, že v první řadě je důležité dodržovat požadavky na elektrickou bezpečnost a elektroinstalační práce by měli provádět pouze kvalifikovaní, vyškolení pracovníci při dodržení všech bezpečnostních opatření. Polovodičové relé si můžete zakoupit v internetovém obchodě “Průmyslová automatizace”.

Můžete zanechat žádost nebo získat zpětnou vazbu tak, že nám napište na adresu [email protected] nebo zavoláte na bezplatné číslo 8 800 550-72-52. Specialisté obchodního oddělení vyberou vybavení, poradí s případnými dotazy a budou monitorovat dodávku.