что лучше реле или твердотельное реле
Форум АСУТП
Клуб специалистов в области промышленной автоматизации
Твердотельное реле, ресурс.
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение ASUTP_PLC » 30 ноя 2017, 09:03
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение Никита » 30 ноя 2017, 09:12
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение ASUTP_PLC » 30 ноя 2017, 14:15
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение Parliament74 » 01 дек 2017, 14:30
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение VaBo » 01 дек 2017, 17:43
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение KIP_man » 04 дек 2017, 08:49
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение VaBo » 04 дек 2017, 09:15
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение KIP_man » 04 дек 2017, 09:42
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение Ryzhij » 04 дек 2017, 09:49
От КЗ на землю и между фазами этот поможет, но не от КЗ в нагрузке.
И всё же, это лучше, чем ничего. Тем более, что КЗ в нагрузке встречаются реже.
Отправлено спустя 2 минуты 37 секунд:
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение Юрий См » 04 дек 2017, 09:54
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение KIP_man » 04 дек 2017, 09:58
От КЗ на землю и между фазами этот поможет, но не от КЗ в нагрузке.
И всё же, это лучше, чем ничего. Тем более, что КЗ в нагрузке встречаются реже.
Отправлено спустя 2 минуты 37 секунд:
Ну да, если сделать подключение как на рис 2., то при кз на землю спасет
Отправлено спустя 2 минуты 21 секунду:
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение Ryzhij » 04 дек 2017, 10:59
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение ASUTP_PLC » 07 дек 2017, 13:37
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение Ryzhij » 07 дек 2017, 13:54
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение ASUTP_PLC » 08 дек 2017, 07:23
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение Ryzhij » 08 дек 2017, 20:04
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение Jackson » 10 дек 2017, 23:27
В общем-то у контакторов столько же.
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение ASUTP_PLC » 11 дек 2017, 08:08
Рядом стоял контактор на 100А. На другой но подобной нагрузке, у него из трех линий сгорело две.
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение Jackson » 11 дек 2017, 09:36
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение ASUTP_PLC » 11 дек 2017, 12:23
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение Jackson » 11 дек 2017, 18:24
Твердотельное реле, ресурс.
Сообщение Ryzhij » 11 дек 2017, 19:10
Для ТТР развязка в 2кВ дело обычное, а за небольшую мзду и 4кВ не редкость.
Отправлено спустя 8 минут 46 секунд:
Вообще, если и говорить о ресурсе ТТР, то весьма сомнительно чтобы ресурс этот измерялся не временем наработки на отказ и сроком службы, а количеством срабатываний. 
Не в тех попугаях вы это дело выражаете, братцы, ой не в тех.
Твердотельное реле – новый тип бесконтактных реле в инновационной электротехнике
Твердотельные реле относятся к модульным полупроводниковым устройствам, в конструкции которых предусмотрены силовые ключи на структурах, содержащих симисторы, тиристоры или транзисторы.
Используются в качестве успешной альтернативы традиционным электромагнитным реле или контакторам. Устройства распространены в сфере коммутации однофазных и 3-фазных линий. Они применяются для бесконтактной коммутации отопительных устройств, освещения и прочего оборудования с резистивной нагрузкой с напряжением от 24 до 380 В для переменного тока для управления трансформаторами. Используются для индуктивной нагрузки, например, слаботочные двигатели или электромагниты.
Рис. №1. Внешний вид твердотельного реле и габаритные размеры.
Твердотельные реле подразделяются по типу управления, это реле переменного или постоянного тока с использованием переменного резистора и с помощью аналогового сигнала тока 4 – 20 мА. Реле для управления уровня напряжения включают или отключают нагрузку с помощью подачи или снятия с нагрузки полного сигнала.
Достоинства
Высокие качественные электротехнические показатели делают возможным переход с электромагнитных реле и контакторов на твердотельные реле.
Рис. №2. Пример твердотельного реле с использованием SCR управления.
Недостатки и меры по защите релейного устройства
Существует несколько локальных факторов, при которых возможен выход устройства из строя – это:
Рекомендуется при использовании реле в управлении электродвигателями включать в цепь управления варисторы.
Для нагрузки более 5 А на основание реле наносится специальная теплопроводящая паста. При I = 25А применяют вентилятор. Некоторые модели оборудованы защитой от перегрева, она отключает реле при превышении температуры тиристора – 120 0 С. Для защиты реле от перегруза по нагрузке используются предохранители на полупроводниках (срабатывают чрезвычайно быстро (2 мс) не позволяют развиться току к.з.).
Принцип работы твердотельного реле
Рис. №3. Схема работы с использованием твердотельного реле. В положении выключено, когда на входе наблюдается 0 В, твердотельное реле не дает пройти току через нагрузку. В положение включено, на входе есть напряжение, ток идет через нагрузку.
Основные элементы регулируемой входной цепи переменного напряжения.
В твердотельных реле используется два распространенных типа оптических развязок – семистор и транзистор.
Симистор обладает следующими преимуществами: включение в состав развязки тригерной цепи и ее защищенность от помех. К недостаткам следует отнести дороговизну и необходимость больших величин тока на входе в устройство, необходимого для переключения выхода.
Рис. №4. Схема реле с семистором.
Тиристор — не нуждается в наличии большого значения тока для переключения выхода. Недостаток – нахождение триггерной цепи вне развязки, а значит большее число элементов и слабая защита от помех.
Рис. №5. Схема реле с тиристором.
Рис. №6. Внешний вид и расположение элементов в конструкции твердотельного реле с транзисторным управлением.
Принцип работы твердотельного реле типа SCR полупериодного управления
При прохождении тока через реле исключительно в одном направлении величина мощности снижается почти на 50%. Для предотвращения этого явления используют два параллельно подключенных SCR, расположенные на выходе (катод соединяется анодом другого).
Рис. №7. Схема принципа работы полупериодного управления SCR
Типы коммутирования твердотельных реле
Рис. №8. Коммутация реле при переходе тока через ноль.
Преимущество способа – отсутствие помех при включении.
Недостатки – прерывание выходного сигнала, отсутствие возможности применения с нагрузками, обладающими высокой индуктивностью.
Используется для резистивной нагрузки в системах управления и контролирования нагревательных устройств. Использование в слабоиндуктивных и емкостных нагрузках.
Рис.№9. Схема фазного управления.
Преимущество: непрерывность и плавная регулировка, возможность изменять значение выходного напряжения.
Недостатки: присутствуют помехи при производстве переключений.Область использования: управление систем нагрева, индуктивные нагрузки (трансформаторы), инфракрасные выключатели (резистивная нагрузка).
Основные показатели для выбора твердотельных реле
Рекомендации по подбору реле и эксплуатационные нюансы
Токовая нагрузка и ее характер служат главным фактором, определяющим выбор. Реле выбирается с запасом по току, в который входит учет пускового тока (он должен выдержать 10-кратное превышение тока и перегруз на 10 мс). При работе с обогревателем номинальный ток превышает номинальный ток нагрузки не менее чем на 40%. При работе с электродвигателем запас по току рекомендован быть больше номинала не менее чем в 10 раз.
Ориентировочные примеры выбора реле при превышении тока
Рис. №10. Примеры выбора реле при активной нагрузке по току.
Такой электронный компонент электрических цепей как твердотельное реле становиться обязательным интерфейсом в современных схемах и обеспечивает надежную электрическую изоляцию между всеми задействованными электроцепями.
Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Что такое твердотельное реле, назначение, принцип работы
В сфере электротехники набирают популярности устройства, построенные на базе полупроводников и обеспечивающие бесконтактную коммутацию силовых цепей. Одним из таких изделий является твердотельное реле, которое применяется в промышленной сфере и быту.
Что это такое? В каких случаях рекомендуется его использование? О каких конструктивных особенностях важно знать? Как осуществляется подключение и управление устройством? Эти и другие нюансы рассмотрим в статье.
Определение
Твердотельное реле — устройство электронного типа, один из видов реле, в котором нет движущихся элементов. Изделие применяется для подачи тока или разрыва цепи путем внешнего управления (действием небольшого напряжения).
Твердотельное реле (сокращено — ТТР) имеет внутри датчик, реагирующий на подачу управляющего сигнала. Кроме того, в составе изделия имеется твердотельная электроника, в том числе включающая цепочка, способная коммутировать большие I.
Устройство может устанавливаться в цепях переменного и постоянного тока, часто применяется как обычное реле. Главная разница в том, что в ТТР нет механических контактов.
Показания к применению
Твердотельные реле рекомендуются к применению в случаях, когда стандартные устройства не справляются с обязательствами. К примеру, когда в процессе коммутации они плавятся или сгорают.
С помощью ТТР гарантируется надежность цепи и своевременная подача напряжения к нагрузке. В отличие от простых устройств, для ТТР не проблема справиться с нагрузкой индукционного характера.
Кроме того, твердотельное устройство стоит использовать при дефиците места в процессе монтажа и при высоких требованиях надежности цепи.
Где используются?
Твердотельные реле — уникальные устройства, которые после монтажа не требуют особого обслуживания. Здесь работает принцип «установил и забыл». К примеру, в простых моделях очистка контактной группы осуществляется с определенной периодичностью — как правило, через определенное число циклов. Если изделие работает редко, это не вызывает проблем.
Но как быть с аппаратурой, для работы которой требуется частое срабатывание — один раз в секунду или даже чаще? Пример такой техники — станок с клапанами соленоидного типа.
Подача напряжения происходит через реле, которому приходится разрывать до десяти ампер индуктивного I. Если поставить контактное устройство, его замену придется осуществлять раз в 1-2 месяца. Если поставить твердотельный аналог, об этом можно забыть на долгие годы.
Несмотря на надежность работы, ТТР требуют периодического осмотра. Базовые рекомендации в этом вопросе дает производитель изделия. Как правило, речь идет о проверке факта замыкания контактов, целостности корпуса и изоляции.
Виды твердотельных реле
ТТР условно разделяются по двум критериям — принципу действия и конструктивным особенностям. Чтобы упростить классификацию, выделим следующие варианты:
Внутривидовые отличия
Кроме основной классификации, стоит выделить отличия внутри существующих видов ТТР.
Выделяются такие типы:
В чем особенности?
При создании твердотельного реле удалось исключить появление дуги или искр в процессе замыкания/размыкания контактной группы. В результате срок службы прибора увеличился в несколько раз. Для сравнения лучшие варианты стандартных (контактных) изделий выдерживают до 500 000 коммутаций. В рассматриваемых ТТР такие ограничения отсутствуют.
Стоимость твердотельных реле выше, но простейший расчет показывает выгоду их применения. Это обусловлено следующими факторами — экономией электроэнергии, продолжительным ресурсом работы (надежностью) и наличием управления с помощью микросхем.
Выбор достаточно широк, чтобы подобрать устройство с учетом поставленных задач и текущей стоимости. В продаже имеются как небольшие приборы для установки в бытовых цепях, так и мощные устройства, используемые для управления двигателями.
Как отмечалось ранее, ТТР отличаются по типу коммутируемого напряжения — они могут быть рассчитаны на постоянный или переменный I. Этот нюанс требуется учесть при выборе.
К особенностям твердотельных моделей стоит отнести чувствительность прибора к нагрузочным токам. Чтобы избежать такой проблемы в процессе эксплуатации, важно внимательно подойти к процессу монтажа и установить в цепи ключа защитные устройства.
Кроме того, важно отдавать предпочтение ключам, имеющим рабочий ток в два или три раза превышающий коммутируемую нагрузку. Но и это не все.
Для дополнительной защиты рекомендуется предусмотреть в схеме предохранители или автоматические выключатели (подойдет класс «В»).
Конструктивные особенности
В основе твердотельного реле лежит электронная плата, в состав которой входит три главных элемента — узлы управления и развязки, а также силовой ключ. В роли силовых элементов применяются такие детали:
Развязка цепи обеспечивается оптронами — изделиями, состоящими из излучающего и принимающего свет устройства. Между ними установлен диэлектрик, имеющий прозрачную структуру.
Управляющий узел выполнен в виде стабилизирующей схемы, обеспечивающей оптимальные уровни тока и напряжения для излучающего свет элемента. Напряжение на входе схемы должно быть от 70 до 280 Вольт.
Что касается напряжения нагрузки, его величина — до 480 Вольт. Расположение электроприбора (до или после ТТР) не имеет значения.
Как правило, устройство монтируется после нагрузки с последующим подключением к «земле». При таком варианте схемы удается защитить внутренние элементы от протекания тока КЗ (он потечет через заземляющий провод).
Принцип действия
Зная конструктивные особенности твердотельного реле, легче понять принцип его действия. В приборе взаимодействуют два сигнала — управляющий и управляемый, что обеспечивается благодаря гальванической развязке.
В некоторых моделях ТТР эту функцию берет на себя оптрон. Напряжение, обеспечивающее управление устройством, подается и на светодиод.
Свечение последнего поступает на фотодиод, что приводит к появлению тока, включению МОП или тиристора для управления подключенным аппаратом.
Кроме того, в процессе создания схемы допускается применение специальных оптоэлектронных устройств — опто- и фототиристоров.
Отличия и плюсы твердотельных реле (в сравнении с электромеханическими)
При выборе ТТР у покупателя возникает ряд вопросов — зачем переплачивать за твердотельное реле, в чем его преимущества перед стандартными электромеханическими устройствами. Выделим главные плюсы:
Недостатки
Кроме положительных качеств твердотельных реле, стоит выделить и ряд недостатков:
Выбор твердотельного реле
При покупке ТТР стоит учесть ряд особенностей устройства, что поможет сделать правильный выбор. Для сравнения классические устройства способны выдерживать перегрузки, возникающие на небольшое время и не превышающие полутора или двукратного номинального тока.
Если правильно подойти к вопросу эксплуатации, хватит обычной чистки контактов.
В случае с твердотельными реле ситуация обстоит хуже. Если номинальный параметр тока превышен в 1,5 и более раз, прибор можно выбросить. Вот почему при выборе ТТР для питания активной нагрузки стоит брать запас по току в два-четыре крата.
Если изделие планируется применять в цепи пуска АД, этот показатель стоит увеличить в шесть-десять раз. При таком подходе придется переплатить, но зато повышается срок службы подключенного прибора и надежность его работы.
Параметры выбора
Покупая твердотельное реле, стоит обращать внимание на следующие параметры:
Рекомендации по выбору
Чтобы правильно выбрать твердотельное реле, а также быть уверенным в его качественной и надежной работе в течение продолжительного срока службы, важно ориентироваться на следующие аспекты.
СПОСОБЫ КОММУТАЦИИ
Спросом пользуются приборы, в которых управление происходит при переходе через ноль. Плюс метода заключается в том, чтобы исключить помехи, которые создаются в процессе включения.
Минус варианта заключается в прерывании сигнала на выходе и недоступности применения ТТР в цепи с высокоиндуктивной нагрузкой. Главное применение этого тип коммутации подходит для нагрузки резистивного типа.
Кроме того, ТТР используются применительно к слабоиндуктивным и емкостным нагрузкам.
ФАЗОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ
Плюс фазовой методики в том, что процесс регулирования проходит плавно и без разрывов. Благодаря этому удается менять напряжение на выходе (корректировать параметр мощности). Минус способа — в появлении помех в момент переключения.
Метод подходит для резистивных схем управления, подразумевающих нагрев, для переменных резистивных и индуктивных нагрузок (ИФ излучателей и трансформаторов соответственно). Сюда же стоит отнести управление освещением (подключение ламп накаливания).
ПАРАМЕТРЫ НАГРУЗКИ (ХАРАКТЕР И ТИП)
При выборе стоит обращать внимание на нагрузочный ток. От него зависит надежность и продолжительность эксплуатации установленного ТТР. Важно, чтобы устройство имело запас по I.
При покупке стоит учесть не только рабочий ток, но и токи, возникающие в процессе пуска и превышающие номинальный параметр в несколько раз. По заявлению производителей ТТР выдерживает десятикратную токовую перегрузку кратковременно — до 10 мс.
Если твердотельное реле устанавливается для подачи напряжения на нагреватель (активный тип нагрузки), I должен превышать номинальный нагрузочный ток на 35-40%.
Если планируется подключение нагрузки, имеющей индуктивный характер (электрический двигатель), стоит учесть пусковые токи, которые в этом случае превышают номинальный на 600-1000 процентов.
Подведем краткие итоги по рекомендуемому току:
НАЛИЧИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ
В процессе выбора стоит учесть фактор снижения температуры. Выше отмечалось, что твердотельное реле имеет свойство перегреваться при прохождении больших токов. Лишнее тепло, которое выделяется в процессе работы, отводится на специальные радиаторы охлаждения.
ТТР способно проводить указанный производителем ток в случае, если температура не превышает 40 градусов Цельсия. В случае роста параметра уменьшается способность пропускать I — на 20-25 процентов при нагреве на каждые десять градусов. Следовательно, при нагреве ТТР до 80 градусов Цельсия оно не способно пропускать ток — изделие ломается.
На температуру прибора влияет множество факторов, среди которых место монтажа, сезон, нагрузка, наличие обдува воздухом и другие. Если устройство применяется для подключения мощного оборудования, например, для пуска АД, рекомендуется предусмотреть дополнительное охлаждение.
Для решения этой задачи ставится радиатор с большими габаритами. Для повышения эффективности обдува устанавливается вентилятор.
ЗАЩИТА
Еще один нюанс, который должен быть учтен в процессе покупки твердотельной модели — наличие необходимой защиты. Здесь возможны следующие варианты:
Надстройки для корректной работы
Если в процессе работы имеет место взаимодействие с индуктивной нагрузкой, возможны проблемы. Вот почему при использовании твердотельных реле в комплексе с трансформаторами, звонками, электрическими катушками и иными подобными приборами требуется параллельное включение R-C цепочки для снижения воздействия противо-ЭДС.
Кроме того, наличие такой цепи снижет суммарную индуктивность подключенного прибора и облегчает работу ТТР.
Защита от коротких замыканий
В случае повреждения изоляции в цели и по другим причинам может возникнуть КЗ. Чтобы избежать повреждения ТТР используются специальные предохранители. Они разработаны для применения в комплексе с твердотельными изделиями.
Их легко распознать по следующим спецификациям:
Подключение твердотельного реле
Принцип подключения прост. В приборе предусмотрены управляющие входы (на них подается напряжение с четким соблюдением полярности) и выход для подключения нагрузки. Важный момент — качество соединения. Здесь применяется винтовой способ (пайка исключена).
Чтобы избежать повреждения ТТР, важно исключить попадание на контакты пыли, а также посторонних механических элементов. Стоит предусмотреть меры, препятствующие негативному воздействию на кожух прибора (во включенном или отключенном состоянии).
После включения запрещено прикасаться к корпусу, который может быть горячим. Обратите внимание, чтобы ТТР не располагалось вблизи легковозгораемых материалов. Кроме того, в процессе подключения убедитесь, что коммутация выполнена без ошибок.
Если после включения изделие набирает температуру выше 60 градусов Цельсия, установите на него радиатор для охлаждения (причины и особенности этой защитной меры рассмотрены выше).
Если ничего не предпринять, при достижении 80 градусов Цельсия прибор перестанет работать. Управление осуществляется при помощи цепочки с различными вариантами исполнения.
Твердотельные реле серий SSR и TSR
Сегодня в продаже встречаются модели TSR и SSR. Рассмотрим их подробнее.
Особенности
Изделия имеют сопротивление изоляции от 50 Мом и более при проверке мегаомметром на напряжение 500 Вольт. Изоляция на входе и выходе отличается прочностью, равной 2 500 Вольт. Мощность управления небольшая — 12 Вольт*7,5А.
Стоит выделить минимальное излучение ЭМ помех, что гарантируется коммутацией при переходе через ноль, а также высокий параметр перегрузки по I. Допускается превышение номинального I в десять крат на время до одного периода.
Расшифровка
Название изделия имеет следующий вид — SSR (1) — 40 (2) D (3) A (4) — Н (5). Цифры в скобках соответствуют номеру расшифровки:
Популярные модели
Выделим популярные модели твердотельных реле для каждой из серий:
Варианты управления мощностью в нагрузке
Сегодня выделяется два основных варианта управления мощностью. Рассмотрим каждый и них подробнее:
Несмотря на более высокую цену, твердотельные реле постепенно вытеснят стандартные устройства с контактами. Это объясняется их надежностью, отсутствием шума, легкостью обслуживания и продолжительным сроком службы.
Имеющие недостатки не оказывают негативного влияния, если правильно подойти к выбору и установке прибора.