Co to jest przekaźnik półprzewodnikowy i jak go poprawnie używać

Zatem pod względem liczby faz są przekaźniki jedno- i trójfazowe. Ale rodzaje sygnałów sterujących są znacznie większe. W zależności od urządzenia wewnętrznego przekaźniki półprzewodnikowe mogą być sterowane stałym napięciem lub napięciem przemiennym.

Najczęstsze przekaźniki półprzewodnikowe sterowane stałym napięciem w zakresie od 3 do 32 woltów. W takim przypadku wielkość kontrolowanego napięcia powinna mieścić się w tym zakresie i nie powinna być równa żadnej określonej wartości z tego, co jest bardzo wygodne, gdy jest zintegrowane z układami o różnych napięciach.

Istnieją również przekaźniki półprzewodnikowe, do sterowania których wykorzystywany jest sygnał analogowy:

• 4-20 mA;

• 0–10 woltów prądu stałego;

• Rezystor zmienny 470-560 kOhm.

W takim przypadku takich przekaźników można użyć do regulacji mocy podłączonego urządzenia, zgodnie z zasadą kontroli fazy. Ta sama zasada regulacji stosowana jest w ściemniaczach domowych do oświetlenia.

W poniższej tabeli przedstawiono typy sygnałów sterujących przekaźników półprzewodnikowych z wykorzystaniem metody kontroli fazy z IMPULS.

Zwróć uwagę na ostatnie litery oznaczenia (LA, VD, VA), dla większości producentów są oni tacy sami i mówią, tylko o rodzaju sygnału.

Jak już wspomniano, w przekaźniku sterowanym fazowo, w zależności od wielkości sygnału sterującego, zmienia się napięcie wyjściowe, co pokazano na poniższym wykresie.

Taki przekaźnik można rozpoznać po obrazie warunkowym w pobliżu zacisków wejściowych, na przykład poniższe zdjęcie pokazuje, że do wejścia podłączony jest rezystor zmienny 470-560 kOhm.

Istnieją również przekaźniki półprzewodnikowe z sygnałem sterującym z sieci 220 V AC, jak pokazano poniżej. Nadają się do stosowania jako zamiennik styczników małej mocy lub przekaźników elektromagnetycznych.

Oznaczenie i rodzaj kontroli

Aby określić „fazę” przekaźnika, użyj symboli na początku oznaczenia:

• SSR - jednofazowy;

• TTR - trójfazowy.

Co odpowiada jednobiegunowym i trójbiegunowym urządzeniom przełączającym.

Obecna siła jest również szyfrowana, na przykład FOTEK wskazuje to w postaci: Pxx

Gdzie „xx” to prąd w amperach, na przykład P03 - 3 amperów, a P10 - 10 amperów.

Jeśli oznaczenie zawiera literę H, przekaźnik ten służy do przełączania przepięcia.

W oznaczeniu dane dotyczące rodzaju kontroli są oznaczone ostatnimi znakami, może różnić się od jednego producenta do drugiego, ale często ma tę formę i znaczenie (dane są zbierane od różnych producentów):

• VA - rezystor zmienny 470-560 kOhm / 2W (kontrola fazy);

• LA - sygnał analogowy 4-20 mA (kontrola fazy);

• VD - sygnał analogowy 0-10 V DC (kontrola fazy);

• ZD - kontrola 10-30 V DC (przełączanie przy przejściu przez zero);

• ZD3 - kontrola 3-32 V DC (przełączanie przy przejściu przez zero);

• ZA2 - kontrola 70-280 V AC (przełączanie przy przejściu przez zero);

• DD3 - sterowanie sygnałem prądu stałego 3-32 V za pomocą obwodu prądu stałego (przełączanie napięcia stałego);

• DA - kontrola sygnału prądu stałego, przełączanie obwodu prądu przemiennego.

• AA - kontrola sygnału AC (220 V), przełączanie obwodu prądu przemiennego.

Sprawdźmy to w praktyce, powiedzmy, że natknąłeś się na taki produkt jak na poniższym rysunku i chcesz wiedzieć, co to jest.

Jeśli dokładnie przestudiujesz napisy w pobliżu zacisków do podłączenia przewodów, już stanie się jasne, że jest to przekaźnik do sterowania obwodami prądu przemiennego od 90 do 480 woltów, podczas gdy kontrola występuje również przy prądzie przemiennym o napięciu od 80 do 250 woltów.

Jeśli widoczne jest tylko oznakowanie, wówczas: „SSR” jest jednofazowy; „-10” - prąd znamionowy 10 amperów; „AA” - kontrola AC, przełączanie AC; „H” - do przełączania wysokiego napięcia w obwodzie zasilającym - do 480 V (gdyby nie było H, byłoby to do 380-400 V).

W celu konsolidacji i lepszego zrozumienia zapoznaj się z poniższą tabelą z oznaczeniami i charakterystyką przekaźników półprzewodnikowych.

Urządzenie

Obwód wewnętrzny przekaźnika półprzewodnikowego zależy od tego, do jakiego prądu jest przeznaczony (bezpośredni lub przemienny) oraz od rodzaju sygnału sterującego. Rozważmy niektóre z nich.

Zacznijmy od przekaźnika, który jest kontrolowany przez prąd stały i dojeżdża do zera. Są czasami nazywane „przekaźnikami półprzewodnikowymi typu Z”.

Tutaj piny 3-4 to wejście sygnału sterującego, które wykorzystuje sterowanie transoptorem, które służy do galwanicznej izolacji obwodów wejściowych i wyjściowych.

Blok sterujący przejściem przez 0, lub jak to się nazywa Zerowy Obwód Krzyżowy - monitoruje fazę napięcia w sieci, a gdy przechodzi przez zero, włącza lub wyłącza obwód. Ta metoda jest również nazywana przełącznikiem zerowego napięcia, pozwala zmniejszyć prądy rozruchowe po włączeniu (ponieważ napięcie w tym momencie jest równe zeru) i udary indukcji elektromagnetycznej po odłączeniu obciążenia.

Nadaje się do kontrolowania obciążeń rezystancyjnych, pojemnościowych i indukcyjnych. Nie nadaje się do sterowania wysokim obciążeniem indukcyjnym (przy cos cos <0,5), np. Na biegu jałowym transformatorów. Ponadto ta metoda sterowania nie zakłóca sieci podczas przełączania. Poniżej przedstawiono schematy sygnałów sterujących, napięcia sieciowego i prądu obciążenia za pomocą tej metody sterowania.

Schematycznie jest to realizowane w następujący sposób:

Tutaj napięcie z sieci jest dostarczane do bloku z triakiem i bloku, który śledzi przejście przez zero. Elementy Q1, R3, R4, R5, C4 przy wysokim napięciu blokują otwarcie tyrystora T2, który steruje triakiem mocy T1. Wtedy przełączanie jest możliwe tylko przy napięciu bliskim zeru. Obwód wejściowy jest wykonany na U1 - tranzystorowym transoptorze, który poprzez Q2 dostarcza sygnał do elektrody kontrolnej sterownika triaka T2.

Przekaźniki chwilowe są rozmieszczone nieco inaczej niż przekaźniki przełączające przy przekroczeniu zera. Brakuje im kaskady ZCC.

Podczas sterowania prądem przemiennym obwód różni się tylko obecnością na wejściu prostownika (mostek diodowy).

A podczas przełączania obwodów prądu stałego triak jest zastępowany tranzystorem.

Istnieją również uniwersalne przekaźniki dla prądu stałego i przemiennego, w których stosuje się zespół tranzystorów. Zasadniczo istnieje wiele obwodów stopni wyjściowych przekaźników półprzewodnikowych, poniżej podano przykłady obwodów różnych modeli od producenta, takiego jak International Rectifier.

W przekaźniku z metodą kontroli fazy sytuacja jest nieco inna. Podobnie jak ściemniacz może regulować moc obciążenia (napięcie wyjściowe), w tym celu do wejścia doprowadzany jest sygnał analogowy - podłączane jest napięcie, prąd lub przemienny opór. Jako element mocy stosuje się tutaj tyrystor.Należy jednak pamiętać, że z powodu tej metody regulacji w sieci występują zakłócenia, aby tłumić, które filtry sieciowe z dławikami w trybie wspólnym są używane, ale jest to zupełnie inny temat.

Różnice w przełączaniu podczas przejścia przez zero od przełączania faz można zobaczyć na poniższym rysunku.

Schematy połączeń i funkcje użytkowania

W rzeczywistości schemat połączeń przekaźników półprzewodnikowych prawie nie różni się od konwencjonalnych. Jak się połączyć? Zróbmy to dobrze.

Aby wymienić konwencjonalny przekaźnik 220 V na sterowanie 220 V AC, skorzystaj z poniższego schematu, na przykład LDG LDSSR-10AA-H. Na przykład schemat pokazuje połączenie za pomocą konwencjonalnego przełącznika lub przełącznika. Zamiast tego można włączyć sygnał zezwolenia z termostatu, sterownika i innych urządzeń.

Jeśli potrzebujesz sterować obwodem 220 V za pomocą sygnału niskiego napięcia, możesz użyć FOTEK HPR-80AA.

W tym obwodzie zasilacz 12VDC jest wykorzystywany jako źródło prądu stałego niskiego napięcia, które są szeroko stosowane jako zasilacze do taśm LED. Nawiasem mówiąc, możesz nawet kontrolować taki przekaźnik półprzewodnikowy, przykładając napięcie z ładowarki telefonu komórkowego do wejścia, ponieważ jego moc wyjściowa wynosi 5 V, czyli więcej niż minimalny sygnał 3 V.

Należy pamiętać, że napięcie sterujące musi być całkowicie odłączone, ponieważ każdy przekaźnik ma określone parametry, przy których działa, na przykład powyższe napięcie wynosi około 1 wolta i może nie działać przy 3 woltach znamionowych, ale już przy 2,5 (Dane są na przykład uśredniane i mogą się różnić w zależności nie tylko od konkretnego produktu, ale także warunków środowiskowych i instalacji).

Przypomnijmy jednak, że istnieje również przekaźnik z metodą kontroli fazy. Schematy połączeń takich przekaźników są zilustrowane poniżej (ilustracja z ich instrukcji).

Pytanie brzmi, dlaczego takie przekaźniki są potrzebne i gdzie są używane? Poszukiwanie odpowiedzi na to pytanie trwało krótko, jak tylko wszedłem do początku żądania, natychmiast wydałem opcje użycia go jako klucza zasilania do sterowania elementami grzejnymi z termostatów o mocy 4-20 mA lub 0-10 V.

Nawiasem mówiąc, do zastosowań przemysłowych istnieją również rozwiązania krajowe, na przykład ARIES TPM132 i inne modele, które mogą pracować z sygnałami wyjściowymi 4-20 mA i 0-10 V.

Jednak zastosowanie przekaźnika półprzewodnikowego do sterowania dużym obciążeniem nie jest możliwe bez chłodzenia. W tym celu stosuje się pasywne (prosty radiator) lub aktywne chłodzenie (grzejnik + chłodnica).

Zalecenia dotyczące wyboru chłodnic podano w dokumentacji technicznej konkretnego przekaźnika półprzewodnikowego, więc nie można udzielić uniwersalnej porady.

Wniosek

W niektórych przypadkach przekaźniki półprzewodnikowe mogą być stosowane jako przekaźniki elektromechaniczne. Najpopularniejszą opcją w życiu codziennym jest wymiana stycznika w bojlerze elektrycznym z powodu jego głośnego trzaskania, gdy jest on odpowiednio włączony, oraz włączenie TENOV ucichnie.

Oprócz implementacji różnych potężnych sterowników mocy dla tych samych elementów grzejnych i innych rzeczy, w których zastosowano przekaźnik półprzewodnikowy z analogowym sygnałem wejściowym ze zmiennej rezystancji (typ VA).

Radioamatorzy mogą zmontować najprostszy przekaźnik półprzewodnikowy, oparty na sterowniku optycznym dla triaków z ZCC typu MOC3041 i tym podobnym.

Uważam, że są to godne produkty do zastosowania w różnych narzędziach automatyzacji, ponadto nie wymagają konserwacji (z wyjątkiem czyszczenia grzejników z kurzu), a żywotność można uznać za nieograniczoną. Będą działać kilka razy dłużej niż styczniki, pod warunkiem, że nie wystąpią przeciążenia, przegrzanie, zwarcie i przepięcia!