Klassikalised starterid ja kontaktorid muutuvad järk-järgult minevikku. Nende koha autoelektroonikas, kodumasinates ja tööstusautomaatikas võtab enda alla tahkisrelee - pooljuhtseade, milles puuduvad liikuvad osad.
Seadmetel on erinevad kujundused ja juhtmestiku skeemid, millest sõltuvad nende rakendusalad. Enne seadme kasutamist peate mõistma selle tööpõhimõtet, tundma õppima erinevat tüüpi releede tööpõhimõtteid ja ühendamist. Nendele küsimustele antakse vastused üksikasjalikult artiklis.
Tahkisrelee seade
Kaasaegsed pooljuhtreleed (TTR) on modulaarsed pooljuhtseadised, mis on toiteelektrilülitid.
Nende seadmete peamised töösõlmed on tähistatud triakkide, türistoride või transistoridega. TTRidel pole liikuvaid osi, see erineb elektromehaanilistest releedest.
Tahkis-relee suurus sõltub suuresti maksimaalsest lubatud koormusest ja võimest soojust soojuse ülekandmise ja konvektsiooni abil eemaldada (+)
Nende seadmete sisemine struktuur võib sõltuvalt reguleeritava koormuse tüübist ja elektriskeemist olla väga erinev.
Lihtsaimad tahkis-releed sisaldavad järgmisi sõlme:
- kaitsmetega sisendsõlm;
- päästikuahel;
- optiline (galvaaniline) isolatsioon;
- lülitussõlm;
- kaitselülitused;
- sõlme väljund koormusse.
Sisendisõlm TTR on jadaühendusega takistiga primaarskeem. Selle vooluringi kaitsmed on valikulised. Sisendsõlme ülesanne on juhtsignaali vastuvõtmine ja käsu edastamine koormuse lülituslülititele.
Vahelduvvoolu korral kasutatakse juhtimis- ja peaahela eraldamiseks galvaanilist isolatsiooni. Relee tööpõhimõte sõltub suuresti selle seadmest. Sisendsignaali töötlemise eest vastutav päästikuahel võib olla lisatud optilisse isolatsioonimoodulisse või paikneda eraldi.
Kaitseseade väldib ülekoormusi ja vigu, sest seadme rikke korral võib ühendatud seade ka rikke minna.
Tahkis-releede peamine eesmärk on nõrga juhtsignaali abil elektrivõrgu sulgemine / avamine. Erinevalt elektromehaanilistest analoogidest on neil kompaktsem kuju ja need ei anna töö ajal iseloomulikke klõpse.
TTR tööpõhimõte
Tahkisrelee töö on üsna lihtne. Enamik TTR-e on ette nähtud automatiseerimise juhtimiseks võrkudes 20-480 V.
Optiline eraldamine võimaldab teil luua minimaalse võimsusega juhtsignaale, mis on kriitilise tähtsusega autonoomsetest energiaallikatest töötavate andurite jaoks (+)
Klassikalises versioonis on seadme korpuses kaks lülitatud vooluahela kontakti ja kaks juhtimisjuhtmest. Nende arv võib muutuda ühendatud faaside arvu suurenemisega. Sõltuvalt pinge olemasolust juhtimisahelas lülitavad pooljuhtelemendid põhikoormuse sisse või välja.
Tahkis-releede eripäraks on lõpmatu takistuse olemasolu. Kui elektromehaaniliste seadmete kontaktid on täielikult lahti ühendatud, siis tahkes olekus tagavad voolu puudumise ahelas pooljuhtmaterjalide omadused.
Seetõttu võivad kõrge pinge korral tekkida väikesed lekkevoolud, mis võivad kahjustada ühendatud seadmete tööd.
Tahkisrelee klassifikatsioon
Relee ulatus on mitmekesine, seetõttu võivad nende konstruktsiooniomadused olla väga erinevad, sõltuvalt konkreetse automaatse vooluahela vajadustest. TTR-id klassifitseeritakse ühendatud faaside arvu, töövoolu tüübi, konstruktsiooniomaduste ja juhtimisahela tüübi järgi.
Ühendatud faaside arvu järgi
Tahkisrelee kasutatakse nii kodumasinate osana kui ka tööstusautomaatikas tööpingega 380 V.
Seetõttu jagatakse need pooljuhtseadised sõltuvalt faaside arvust järgmisteks:
- üksik faas;
- kolmefaasiline.
Ühefaasiline TTR võimaldage töötada vooluga 10-100 või 100-500 A. Nende juhtimine toimub analoogsignaali abil.
Kolmefaasilise releega on soovitatav ühendada erinevat värvi juhtmed, nii et seadmete paigaldamisel saaksite need õigesti ühendada
Kolmefaasilised pooljuhtreleed võimelised läbima voolu vahemikus 10-120 A. Nende seade hõlmab pöörduvat tööpõhimõtet, mis tagab mitme elektriahela samaaegse reguleerimise usaldusväärsuse.
Sageli kasutatakse induktsioonimootori saamiseks kolmefaasilisi SSR-e. Tema juhtimisahelas on kiirete kaitsmete hulka tingimata suure sissetõmbevoolu tõttu.
Töövoolu tüübi järgi
Tahkisrelee ei saa konfigureerida ega ümber programmeerida, seega saavad need korralikult töötada ainult teatud vahemikus elektrivõrgu elektriparameetreid.
Sõltuvalt vajadustest saab TTR-i juhtida kahte tüüpi vooluahelate abil:
- püsiv;
- muutujad.
Samamoodi saab TTR-i liigitada aktiivse koormuspinge tüübi järgi. Enamik kodumasinate releesid töötab muutuvate parameetritega.
Alalisvoolu ei kasutata üheski maailma riigis peamise elektrienergia allikana, seega on seda tüüpi releedel kitsas ulatus
Püsiva juhtimisvooluga seadmeid iseloomustab suur töökindlus ja nende reguleerimiseks kasutatakse pinget 3–32 V. Need taluvad suurt temperatuurivahemikku (-30 .. + 70 ° C) ilma omaduste oluliste muutusteta.
Vahelduvvooluga reguleeritud releede juhtimispinge on 3-32 V või 70–280 V. Neid eristatakse madala elektromagnetilise häire ja suure reageerimiskiirusega.
Kujundusomaduste järgi
Tahkisrelee paigaldatakse sageli korteri ühisesse elektripaneeli, nii et paljudel mudelitel on kinnitusplokk DIN-rööpale paigaldamiseks.
Lisaks on spetsiaalsed radiaatorid, mis asuvad TTR-i ja tugipinna vahel. Need võimaldavad teil seadet suure koormusega jahutada, säilitades selle jõudluse.
Relee paigaldatakse DIN-rööpale peamiselt spetsiaalse klambri kaudu, millel on ka lisafunktsioon - see eemaldab seadme töö ajal liigse kuumuse
Relee ja radiaatori vahele on soovitatav kanda termopasta kiht, mis suurendab kontaktpinda ja suurendab soojusülekannet. Samuti on olemas TTR, mis on mõeldud seina külge kinnitamiseks tavaliste kruvidega.
Kontrolliskeemi tüübi järgi
Mitte alati ei vaja reguleeritava relee tehnoloogia tööpõhimõte selle viivitamatut kasutamist.
Seetõttu on tootjad välja töötanud mitu TTR-kontrollskeemi, mida kasutatakse erinevates valdkondades:
- Nulljuhtimine. See pooljuhtrelee juhtimise võimalus eeldab väljalülitumist ainult siis, kui pinge väärtus on 0. Seda kasutatakse mahtuvusliku, takistusliku (küttekehad) ja nõrga induktiivkoormusega (trafod) seadmetes.
- Instant. Seda kasutatakse juhul, kui juhtimissignaali rakendamisel on vaja relee teravat kasutamist.
- Faas. See eeldab väljundpinge reguleerimist, muutes juhtvoolu parameetreid. Seda kasutatakse kütte või valgustuse astme sujuvaks muutmiseks.
Tahkis-releed erinevad paljude teiste, vähem oluliste parameetrite poolest. Seetõttu on TTR-i ostmisel oluline mõista ühendatud seadme tööskeemi, et osta kõige sobivam seadistusseade.
Esitada tuleb võimsusreserv, kuna releel on tööressurss, mis sagedaste ülekoormuste korral kiiresti kulub.
TTR eelised ja puudused
Tahkis-releed ei tõrju asjata turult tavapäraseid startereid ja kontaktoreid. Nendel pooljuhtseadmetel on elektromehaaniliste kolleegidega võrreldes palju eeliseid, mis panevad tarbijad neid valima.
Mikroskeemide releel on kompaktne suurus ja seda piirab maksimaalselt edastatav vool. Need kinnitatakse peamiselt spetsiaalsete jalgade jootmise teel
Nende eeliste hulka kuulub:
- Madal energiatarve (90% vähem).
- Kompaktsed mõõtmed piiratud ruumi paigaldamiseks.
- Suur käivitus- ja seiskamiskiirus
- Vähendatud töömüra; elektromehaanilisele releele pole iseloomulikke klikke.
- Hooldust pole oodata.
- Pikk kasutusiga tänu sadade miljonite toimingute ressursile.
- Kuna elektrooniliste komponentide muutmise võimalused on suured, on TTR-i laiendatud kasutusvaldkonnad.
- Elektromagnetiliste häirete puudumine töötamisel.
- Kontaktide rikkumine nende mehaanilise löögi tõttu on välistatud.
- Juhtimis- ja lülitusahelate vahelise otsese füüsilise kontakti puudumine.
- Võimalus koormust reguleerida.
- Ülekoormuste eest kaitsvate automaatlülituste olemasolu impulss-TTR-is.
- Kasutamise võimalus plahvatusohtlikus keskkonnas.
Tahkisreleede märgitud eelised ei ole alati seadme normaalseks tööks piisavad. Sellepärast pole nad veel täielikult asendanud elektromehaanilisi kontaktoreid.
Võimas tahkisreleede stabiilseks tööks on oluline efektiivne soojuse hajumine, kuna kõrgendatud temperatuuridel on koormuspinge järsult moonutatud (+)
TTR-il on ka puudusi, mis ei võimalda neid paljudel juhtudel kasutada.
Miinuste hulka kuulub:
- Enamiku seadmete puhul, mille pinge on üle 0,5 kV.
- Kõrge hind.
- Tundlikkus kõrgete voolude suhtes, eriti elektrimootorite käivitusahelates.
- Kasutamispiirangud kõrge õhuniiskusega tingimustes.
- Jõudluse kriitiline langus temperatuuril alla 30 ° C külma ja üle 70 ° C kuumuse.
- Kompaktne korpus toob kaasa seadme liigse kuumutamise stabiilselt suurte koormuste korral, mis nõuab spetsiaalsete passiivsete või aktiivsete jahutusseadmete kasutamist.
- Võimalus sulatada seade kuumutamisest lühise ajal.
- Relee suletud olekus olevad mikrovoolud võivad olla seadme tööks kriitilised. Näiteks võivad sisseehitatud luminofoorlambid vahelduvalt vilkuda.
Seega on tahkisreleedel spetsiifilised rakendused. Kõrgepingeliste tööstusseadmete vooluringides on nende kasutamine pooljuhtmaterjalide ebatäiuslike füüsikaliste omaduste tõttu järsult piiratud.
Kodumasinates ja autotööstuses on TTR oma positiivsete omaduste tõttu siiski tugeval positsioonil.
Võimalikud elektriskeemid
Tahkis-releede ühendusskeemid võivad olla väga mitmekesised. Iga elektriskeem on ehitatud ühendatud koormuse omaduste põhjal. Vooluringile võib lisada täiendavaid kaitsmeid, kontrollereid ja juhtimisseadmeid.
Kuna seadme juhtimisahelad ja koormused ei kattu, võivad nende elektrilised omadused erineda parameetrite võrra (+)
Järgnevalt tutvustatakse kõige lihtsamaid ja levinumaid TTR-ühendusskeeme:
- tavaliselt avatud;
- ühendatud vooluringiga;
- tavaliselt suletud;
- kolmefaasiline;
- pöörduv.
Tavaliselt avatud (avatud) vooluring - relee, mille koormus on juhtsignaali juuresolekul pingestatud. See tähendab, et ühendatud seadmed lülitatakse välja, kui sisendid 3 ja 4 on välja lülitatud.
Enne relee ostmist on vaja kindlaks määrata selle algse oleku tüüp (suletud või avatud), et tagada ühendatud seadmete korrektne töö (+)
Tavaliselt suletud vooluring - mõeldakse relee üle, mille koormus on juhtsignaali puudumisel pingestatud. See tähendab, et ühendatud seadmed on tööta olekus, kus sisendid 3 ja 4 on välja lülitatud.
On olemas tahkisrelee ühendusskeem, milles juhtimis- ja koormuspinge on samad. Seda meetodit saab kasutada üheaegselt alalis- ja vahelduvvooluvõrgus töötamiseks.
Kolmefaasilised releed ühendatud pisut teistsuguste põhimõtetega. Kontaktid saab ühendada suvandites "Tärn", "Kolmnurk" või "Täht koos neutraalsega".
Kolmefaasilise releesideme ühendamise skeemi valik sõltub suuresti selle koormaga ühendatud seadme töö iseärasustest
Tahkis-pöördrelee rakendatakse elektrimootorites vastavas režiimis. Neid toodetakse kolmefaasilises versioonis ja need sisaldavad kahte juhtimisaasa.
Kui relee jaoks on oluline jälgida kontaktide ühenduse polaarsust, näitab tähis alati, kuhu faas ja null ühendada
TTR-ga vooluahelad on vaja kokku panna alles pärast nende paberile eelnevat joonistamist, sest valesti ühendatud seadmed võivad lühise tõttu rikke minna.
Seadmete praktiline kasutamine
Tahkisreleede kasutusulatus on üsna lai. Suure töökindluse ja regulaarse hoolduse vajaduse puudumise tõttu paigaldatakse need sageli raskesti ligipääsetavates kohtades seadmetele.
Paljudes releedes nõuab juhtkontuuri juhtmete ühendamine polaarsust, mida tuleb seadmete paigaldamisel arvestada
TTR-i peamised rakendusalad on:
- Termoregulatsioonisüsteem koos kütteelementide kasutamisega;
- stabiilse temperatuuri hoidmine tehnoloogilistes protsessides;
- trafo töö juhtimine;
- valgustuse reguleerimine;
- liikumisandurite, valgustuse, tänavavalgustuse fotosensorite skeemid jms;
- elektrimootori juhtimine;
- katkematud toiteallikad.
Kodumasinate automatiseerimise suurenemisega on tahkisreleed üha levinumad ja pooljuhttehnoloogiate arendamine avab pidevalt uusi rakendusalasid.
Soovi korral saate tahke oleku relee ise kokku panna. Üksikasjalikud juhised on esitatud selles artiklis.
Esitatud videod aitavad paremini mõista tahkis-releede toimimist ja tutvuda nende ühendamise meetoditega.
Lihtsa tahkisrelee töö praktiline tutvustus:
Tahkisreleede sortide ja omaduste analüüs:
TTR toimimise ja kuumutamise astme testimine:
Tahke oleku releest ja andurist saab elektriahela paigaldada peaaegu igaüks.
Tööringi kavandamine nõuab aga põhiteadmisi elektrotehnikast, kuna vale ühendamine võib põhjustada elektrilöögi või lühise. Kuid õigete toimingute tulemusel saate igapäevaelus palju kasulikke seadmeid.
Kas on midagi täiendada või on küsimusi tahkisreleede ühendamise ja kasutamise kohta? Võite avaldamise kohta kommentaare lisada, aruteludes osaleda ja selliste seadmete kasutamisel oma kogemusi jagada. Kontaktvorm asub alumises plokis.