Как выбрать твердотельное реле?

30.03.2016

Твердотельное реле (Solid state relays - SSR) – это класс современных модульных полупроводниковых приборов, выполненных по гибридной технологии, содержащих в своем составе мощные силовые ключи на симисторных, тиристорных либо транзисторных структурах.

Они с успехом используются для замены традиционных электромагнитных реле, контакторов и пускателей. Твердотельные реле обеспечивают наиболее надежный метод коммутации цепей.1

 

Сферы применения твердотельных реле:

Твердотельные реле часто используются:

  • включение/выключение ламп освещения (коммутация при переходе тока через ноль увеличивает срок службы ламп); 
  • для пуска электродвигателей (благодаря хорошей способности выдерживать кратковременные пусковые токи); 
  • в промышленных системах управления электронагревателями (совместно с регуляторами температуры);
  • в компьютерных системах управления (благодаря минимальному управляющему сигналу);
  • и для других задач управления нагрузкой различного типа.

При использовании SSR в системах управления температурой, они могут обеспечить короткий цикл вкл/выкл, что значительно повышает точность регулирования и увеличивает ресурс нагревателей за счет сокращения теплового удара.

 

Классификация.

По типу коммутируемой сети твердотельные реле делятся на однофазные и трехфазные.

Твердотельное реле для коммутации однофазной сети:

  • позволяют коммутировать нагрузку резистивного и индуктивного типа;
  • могут использоваться для коммутации трехфазной сети при использовании одного однофазного твердотельного реле на каждую фазу;
  • позволяют осуществлять коммутацию нагрузки с любой схемой включения.

Применение отдельного твердотельного реле для коммутации каждой из 3-х фаз существенно повышает надежность коммутации, а, следовательно, и надежность всей системы управления в целом;

Твердотельное реле для коммутации трехфазной сети:

  • позволяют осуществлять коммутацию нагрузки с любой схемой включения;
  • позволяют коммутировать нагрузку только резистивного типа.

По типу управляющего сигнала твердотельные реле делятся на 4 группы:

  • ручное управление выходным напряжением с помощью переменного резистора (470-560 кОм, 0,25-0,5 Вт);
  • управляющее напряжение постоянного тока 3…32 В;
  • управляющее напряжение переменного тока 90…250 В;
  • аналоговое управление выходным напряженим с помощью унифицированного сигнала напряжения 0…10 В.

По способу коммутации твердотельные реле можно разделить на:

  • твердотельные реле мгновенного (случайного) включения.
    Применяются для коммутации резистивных (электрические нагревательные элементы, лампы накаливания) и индуктивных (маломощные двигатели, трансформаторы) нагрузок при необходимости мгновенного срабатывания.
  • твердотельные реле с контролем перехода через ноль.
    Применяются для коммутации резистивных (электрические нагревательные элементы, лампы накаливания), емкостных (помехоподавляющие сглаживающие фильтры, имеющие в своем составе конденсаторы) и слабоиндуктивных (катушки соленоидов, клапанов) нагрузок.
  • твердотельные реле с фазовым управлением.
    Позволяют изменять величину выходного напряжения на нагрузке и управлять нагревательными элементами (регулирование мощности), лампами накаливания (регулирование уровня освещенности).

 

К преимуществам твердотельных реле относят:

  • малое энергопотребление;
  • отстутствие дугового разряда при размыкании (применение во взрывоопасной среде);
  • отсутствие электромагнитных помех в момент подключения;
  • длительный срок службы (более 1 млрд. срабатываний) и высокое быстродействие;
  • отсутствие дребезга контактов и акустического шума;
  • высокое сопротивление изоляции между входом и выходом;
  • герметичность конструкции, стойкость к ударам и вибрации.

 

На что обратить внимание при выборе твердотельного реле?

  • коммутируемое напряжение (постоянное, переменное);
  • ток нагрузки (номинальный, пусковой ток);
  • характер нагрузки (индуктивная, резистивная, емкостная);
  • тип управляющего сигнала.

Для надежной и длительной эксплуатации необходимо выбирать реле с запасом по току, но при этом надо учитывать и пусковые токи, т.к. реле способно выдерживать 10-ти кратную перегрузку по току только в течение короткого времени (10мс). Поэтому, выбирая твердотельное реле, необходимо всегда учитывать запас минимум в 20 %.

Еще одним немаловажным фактором для надежной работы твердотельных реле является его рабочая температура. При работе твердотельного реле на силовых элементах выделяется большое количество тепла, которое необходимо отводить с помощью радиаторов охлаждения.

Очень часто коммутируемую цепь шунтируют варистором для защиты от импульсных выбросов.

__________________
1 http://www.kippribor.ru/

Вернуться в Статьи