O que é um relé de estado sólido e como usá-lo corretamente

Assim, pelo número de fases, há relés monofásicos e trifásicos. Mas os tipos de sinais de controle são muito mais. Dependendo do dispositivo interno, os relés de estado sólido podem ser controlados por uma tensão constante ou uma tensão alternada.

Os relés de estado sólido mais comuns que são controlados por tensão constante na faixa de 3 a 32 volts. Nesse caso, a magnitude da tensão controlada deve estar nessa faixa e não ser igual a nenhum valor específico, o que é muito conveniente quando integrado a sistemas com tensões diferentes.

Existem também relés semicondutores, para os quais é usado um sinal analógico:

• 4-20 mA;

• 0-10 volts de corrente contínua;

• Resistor variável 470-560 kOhm.

Nesse caso, esses relés podem ser usados ​​para regular a energia do dispositivo conectado, de acordo com o princípio do controle de fase. O mesmo princípio de ajuste é usado em dimmers domésticos para iluminação.

Na tabela abaixo, você vê os tipos de sinais de controle de relés de estado sólido com um método de controle de fase da IMPULS.

Preste atenção às últimas letras da marcação (LA, VD, VA). Para a maioria dos fabricantes, elas são iguais e dizem apenas o tipo de sinal.

Como já mencionado, em um relé controlado por fase, dependendo da magnitude do sinal de controle, a tensão de saída muda, como é mostrado no gráfico abaixo.

Esse relé pode ser reconhecido pela imagem condicional próxima aos terminais de entrada, por exemplo, a foto abaixo mostra que um resistor variável de 470-560 kOhm está conectado à entrada.

Também existem relés de estado sólido com um sinal de controle de uma rede de 220V CA, como mostrado abaixo. Eles são adequados para uso como substituto de contatores de baixa potência ou relés eletromagnéticos.

Marcação e tipo de controle

Para determinar a "fase" do relé, use os símbolos no início da marcação:

• SSR - fase monofásica;

• TTR - trifásico.

O que equivale a dispositivos de comutação monopolar e tripolar.

A força atual também é criptografada, por exemplo, FOTEK indica no formato: Pxx

Onde "xx" é a corrente em amperes, por exemplo, P03 - 3 amperes e P10 - 10 amperes.

Se a marcação contiver a letra H, este relé é destinado à comutação de sobretensão.

Na marcação, os dados sobre o tipo de controle são indicados nos últimos caracteres, podem diferir de um fabricante para outro, mas geralmente têm essa forma e significado (os dados são coletados de diferentes fabricantes):

• VA - resistor variável 470-560kOhm / 2W (controle de fase);

• LA - sinal analógico de 4-20mA (controle de fase);

• VD - sinal analógico 0-10V DC (controle de fase);

• ZD - controle 10-30V DC (alternando ao passar pelo zero);

• ZD3 - controle 3-32V DC (alternando ao passar pelo zero);

• ZA2 - controle 70-280V CA (alternando ao passar pelo zero);

• DD3 - controle de um sinal de 3-32V DC por um circuito de corrente contínua (comutação de tensão DC);

• Controle de sinal DA - DC, comutação do circuito CA.

• AA - Controle do sinal CA (220V), comutação do circuito CA.

Vamos verificá-lo na prática, digamos que você se deparou com um produto como o da figura abaixo e quer saber o que é.

Se você estudar cuidadosamente as inscrições próximas aos terminais para conectar os fios, já ficará claro que este é um relé para controlar circuitos CA de 90 a 480 volts, enquanto o controle também ocorre com corrente alternada com tensão de 80 a 250 volts.

Se apenas a marcação estiver visível, então: “SSR” é monofásico; "-10" - corrente nominal de 10 amperes; “AA” - controle CA, comutação CA; "H" - para comutação de alta tensão no circuito de potência - até 480V (se H não estivesse lá, seria de 380-400V).

E para consolidação e um melhor entendimento, estude a tabela a seguir com as marcações e características dos relés de estado sólido.

Dispositivo

O circuito interno de um relé de estado sólido depende da corrente projetada (direta ou alternada) e do tipo de sinal para controlá-lo. Vamos considerar alguns deles.

Vamos começar com o relé, que é controlado por corrente contínua e comuta quando passa pelo zero. Eles são chamados de "relés de estado sólido do tipo Z".

Aqui, os pinos 3-4 são a entrada do sinal de controle, que usa o controle do acoplador óptico, que é usado para o isolamento galvânico dos circuitos de entrada e saída.

O bloco que controla a transição através de 0, ou como é chamado de circuito cruzado zero - monitora a fase da tensão na rede de alimentação e, quando passa pelo zero, faz um circuito de comutação (ligado ou desligado). Esse método também é chamado de Zero Voltage Switch, permite reduzir as correntes de energização quando ativadas (já que a tensão nesse momento é igual a zero) e surtos de auto-indução de CEM quando a carga é desconectada.

Adequado para controlar cargas resistivas, capacitivas e indutivas. Não é adequado para controlar uma carga indutiva alta (com cos cos <0,5), como os transformadores em marcha lenta. Além disso, este método de controle não interfere com a rede elétrica durante a comutação. Abaixo, você vê diagramas de sinais de controle, tensão da rede elétrica e corrente de carga com este método de controle.

Esquematicamente, isso é implementado da seguinte maneira:

Aqui, a tensão da rede é fornecida a um bloco com um triac e um bloco que rastreia a transição através do zero. Os elementos Q1, R3, R4, R5, C4 em alta tensão bloqueiam a abertura do tiristor T2, que controla a potência triac T1. Então, a comutação é possível apenas com uma tensão próxima de zero. O circuito de entrada é feito no U1 - um acoplador óptico de transistor, que fornece um sinal ao eletrodo de controle do acionador do triac T2, através de Q2.

Relés instantâneos são organizados de maneira um pouco diferente do que os relés de comutação ao cruzar o zero. Eles não têm a cascata ZCC.

Ao controlar a CA, o circuito difere apenas na presença de na entrada do retificador (ponte de diodos).

E ao alternar circuitos DC, o triac é substituído por um transistor.

Também existem relés universais para corrente direta e alternada, onde é utilizado um conjunto de transistores. Em geral, existem muitos circuitos de estágios de saída de relés de estado sólido; a seguir, exemplos de circuitos de diferentes modelos de um fabricante como o International Rectifier.

Em um relé com um método de controle de fase, a situação é um pouco diferente. Como um dimmer, ele pode ajustar a potência da carga (tensão de saída), para isso é aplicado um sinal analógico à entrada - tensão, corrente ou resistência alternada. Como elemento de potência, um tiristor é usado aqui.Mas lembre-se de que, devido a esse método de ajuste, ocorre interferência na rede, para suprimir quais filtros de rede com bobinas de modo comum são usados, mas esse é um tópico completamente diferente.

Você pode ver as diferenças na comutação ao passar do zero a partir da comutação de fase na figura abaixo.

Diagramas de conexão e recursos de uso

De fato, o diagrama de conexão dos relés de estado sólido quase não é diferente dos convencionais. Como se conectar? Vamos acertar.

Se você precisar substituir um relé convencional de 220V por um controle de 220V CA, use o diagrama a seguir, por exemplo LDG LDSSR-10AA-H. O diagrama, por exemplo, mostra a conexão através de um comutador convencional ou comutador. Em vez disso, um sinal de ativação pode ser fornecido a partir de um termostato, controlador e outros dispositivos.

Se você precisar controlar um circuito de 220V usando um sinal de baixa voltagem, poderá usar o FOTEK HPR-80AA.

Nesse circuito, uma fonte de alimentação de 12VDC é usada como fonte de corrente contínua de baixa tensão, amplamente utilizada como fonte de alimentação para tiras de LED. A propósito, você pode controlar esse relé de estado sólido aplicando tensão do carregador do telefone celular à entrada, porque sua saída é de 5V, que é mais do que o sinal mínimo de 3V.

Lembre-se de que a tensão de controle deve ser completamente desconectada, pois cada relé possui determinados parâmetros nos quais opera, por exemplo, a tensão acima é de cerca de 1 volt e pode não funcionar a 3 volts, mas já a 2,5 (Os dados são calculados, por exemplo, e podem variar dependendo não apenas de um produto específico, mas também das condições e instalações ambientais.)

Mas lembre-se de que também há um relé com um método de controle de fase. Os diagramas de conexão desses relés são ilustrados abaixo (ilustração das instruções para eles).

A questão é por que esses relés são necessários e onde são usados? A busca pela resposta a essa pergunta teve vida curta, assim que entrei no início da consulta e imediatamente emiti opções para usar como uma chave de energia para controlar elementos de aquecimento de termostatos com uma saída de 4-20 mA ou 0-10V.

A propósito, para aplicações industriais, também existem desenvolvimentos domésticos, como o ARIES TPM132 e outros modelos que podem trabalhar com sinais de saída de 4-20mA e 0-10V.

No entanto, o uso de um relé de estado sólido para controlar uma carga pesada não é possível sem o resfriamento. Para isso, é usado o resfriamento passivo (radiador simples) ou ativo (radiador + resfriador).

As recomendações para a escolha de resfriadores são fornecidas na documentação técnica de um relé de estado sólido específico, para que você não possa dar conselhos universais.

Conclusão

Relés de estado sólido podem ser usados ​​como relés eletromecânicos em alguns casos. As opções mais populares na vida cotidiana são a substituição do contator em uma caldeira elétrica, devido ao alto estalo quando ligado, respectivamente, e inclusão TENOV ficará em silêncio.

Assim como a implementação de vários controladores de potência poderosos para os mesmos elementos de aquecimento e outras coisas, para os quais é usado um relé de estado sólido com uma entrada de sinal analógico de uma resistência variável (tipo VA).

Os radioamadores podem montar o relé de estado sólido mais simples, com base em um driver óptico para triacs com o ZCC tipo MOC3041 e similares.

Acredito que esses produtos são dignos de serem usados ​​em várias ferramentas de automação; além disso, eles não requerem manutenção (exceto para a limpeza de radiadores contra poeira), e a vida útil pode ser considerada ilimitada. Eles duram várias vezes mais que os contatores, desde que não haja sobrecargas, superaquecimento, curto-circuito e sobretensões!