Ano ang isang solidong relay ng estado at kung paano gamitin ito nang tama

Sa lahat ng mga de-koryenteng circuit ay kailangang i-on at i-off ang mga instrumento at aparato. Upang gawin ito, gumamit ng mga aparato ng paglipat, maaari itong maging isang simpleng switch o lumipat, o mga relay, contactor, atbp. Ngayon isasaalang-alang namin ang isa sa mga naturang aparato - isang solidong relay ng estado, pag-usapan ang tungkol sa kung ano ang kagaya ng pagpili at kumonekta sa isang circuit ng control control.

Ano ito

Solid na relay ng estado - Ito ay isang aparato na binuo sa mga elemento ng semiconductor at mga switch ng kuryente, tulad ng mga triac, bipolar o MOS transistors. Sa mga mapagkukunan ng Ingles, tinawag ang solidong relay ng estado SSR mula sa Solid State Relay (na sa literal na salin ay katumbas ng pangalan ng Ruso).

Tulad ng sa mga electromagnetic relay at iba pang mga aparato ng paglipat, idinisenyo ang mga ito upang makontrol ang isang mahina na signal na may isang pag-load na may mas mataas na boltahe o kasalukuyang.

Mga pagkakaiba-iba mula sa mga electromagnetic relay

Maginoo relays, tulad ng lahat ng mga electromagnetic switch aparato, gumagana tulad ng sumusunod - mayroong isang coil kung saan ang kasalukuyang ibinibigay mula sa control system o ang istasyon ng push-button. Bilang resulta ng kasalukuyang dumadaloy sa likid, lumilitaw ang isang magnetic field, na umaakit sa armature kasama ang grupo ng contact. Pagkatapos nito, ang mga contact ay malapit at kasalukuyang dumadaloy sa pagkarga sa kanila.

Ang mga solido na estado ay walang control coil at walang gumagalaw na grupo ng contact. Ano ang nasa loob ng solidong relay na makikita mo sa ibaba. Sa loob nito, tulad ng nabanggit sa itaas, sa halip na mga contact ng kuryente, ginagamit ang mga semiconductor switch: transistors, triacs, thyristors at iba pa, depende sa saklaw ng aplikasyon (kanang bahagi ng larawan).

Ito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng isang semiconductor relay at isang electromagnetic. Kaugnay nito, ang solid-state ay may mas mahabang buhay ng serbisyo, dahil walang mekanikal na pagsusuot ng contact group, nararapat din na tandaan na ang bilis ng semiconductor relay ay mas mataas kaysa sa mga electromagnetic.

Bilang karagdagan sa kawalan ng mechanical wear, walang mga sparks o arko sa panahon ng paglipat, pati na rin ang mga tunog mula sa mga epekto ng mga contact habang lumilipat. Sa pamamagitan ng paraan, kung walang mga sparks at arc discharges sa panahon ng paglipat, solid-state relay ay maaaring gumana sa mga pasabog na silid.

Paghahambing

Ang mga bentahe ng solid-state relay kung ihahambing sa mga electromagnetic relay ay ang mga sumusunod:

1. Kawalang-saysay.

2. Mayroong katibayan na ang kanilang MTBF ng pagkakasunud-sunod ng 10 bilyon na switch, na kung saan ay 1000 o higit pang mga beses ang mapagkukunan ng electromagnetic relays.

3. Kung para sa mga electromagnetic relays, ang boltahe ng pag-surge ay halos hindi kakila-kilabotpagkatapos ay ang elektronikong circuit semiconductor relay sa karamihan ng mga kaso ay nabigokung walang mga desisyon sa circuitry na ginawa upang limitahan ang mga pulses na ito. Samakatuwid, ang paghahambing sa mga aparatong ito sa pamamagitan ng bilang ng paglipat ay hindi palaging tama.

4. Pagganap ang isang semiconductor relay ay mga praksyon at yunit ng milliseconds, habang ang isang electromagnetic relay ay may 50 ms hanggang 1 s.

5. Ang pagkonsumo ng enerhiya ay 95% na mas mababa kaysa sa coil consumption ng electromagnetic analogues.

Gayunpaman, ang mga kalamangan na ito ay sakop ng isang bilang ng mga kawalan:

• Ang Semiconductor ay nagpapatatag ng init sa panahon ng operasyon. Ang lakas na katumbas ng produkto ng pagbagsak ng boltahe sa buong switch ng kuryente (ng pagkakasunud-sunod ng 2 volts) at ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan nito ay pinakawalan sa init;

• Sa kaso ng labis na karga at mga maikling circuit ay may mataas na posibilidad ng kabiguan ng switch ng kuryente, ang sobrang kapasidad ng labis na karga ay karaniwang 10In para sa 10 ms - isang panahon sa network na may dalas ng 50 Hz (maaaring mag-iba depende sa mga sangkap na ginamit);

• Ang circuit breaker, malamang, ay hindi magkakaroon ng oras sa paglalakbay bago mabigo ang relay sa isang maikling circuit;

• Sa kaso ng mga boltahe ng pagsulong (power surges) - ang buhay ng serbisyo ng isang solidong estado na relay ay maaaring magtapos agad.

• Ang mga solidong relay ng estado ay may kasalukuyang pagtagas (hanggang sa 7-10 mA) na may kaugnayan dito, kung nasa control circuit sila, halimbawa, LED lamp - ang huli ay kumikislap nang katulad sa sitwasyon na may switch ng backlight. Alinsunod dito, magkakaroon ng boltahe sa phase wire kahit na ang relay ay na-disconnect!

Ang sumusunod na talahanayan ay nagpapakita ng pangkalahatang katangian ng mga solidong estado na relay ng TSR (three-phase) at SSR (single-phase) series mula sa tagagawa na "FOTEK" (sa pamamagitan ng paraan, ilan sa mga pinaka-karaniwang). Sa prinsipyo, ang iba pang mga tagagawa ay magkakapareho o magkatulad na mga pagtutukoy ng produkto.

Ang paglaban sa pagkakabukod

> 50 MΩ / 500V DC

Ang lakas / input ng output ng dielectric

Huminto sa 2.5 kV AC sa loob ng 1 minuto

Tripping kasalukuyang

Hindi hihigit sa 7.5 mA

Sobra na kapasidad

Hanggang sa 10 na-rate na alon sa loob ng 10 ms

Paraan ng paglipat

Kapag tumatawid sa zero (sa mga modelo para sa alternating kasalukuyang) o agad sa pamamagitan ng isang optocoupler (para sa direktang kasalukuyang)

Proteksyon ng built-in

Ang serye ng SSR-F ay may kapalit na piyus

Mga species

Ang mga solidong relay ng estado ay maaaring maiuri:

• Sa pamamagitan ng uri ng kasalukuyang (palagiang o palitan);

• Sa pamamagitan ng kasalukuyang lakas (mababang-lakas, kapangyarihan);

• Ayon sa paraan ng pag-install;

• Sa pamamagitan ng boltahe;

• Sa pamamagitan ng bilang ng mga phase;

• Sa pamamagitan ng uri ng control signal (direkta o alternating kasalukuyang, analog input para sa pagkontrol sa isang variable na risistor, sa isang circuit na 4-20 mA, atbp.).

• Sa pamamagitan ng uri ng paglilipat - paglipat kapag ang boltahe ay dumadaan sa zero (sa AC circuit), o paglipat ng isang signal ng control (para sa pag-aayos ng kapangyarihan, halimbawa).

Kaya, sa pamamagitan ng bilang ng mga phase ay may solong at tatlong phase relay. Ngunit ang mga uri ng mga signal ng kontrol ay higit pa. Depende sa panloob na aparato, ang mga solidong estado na relay ay maaaring kontrolin ng alinman sa isang palaging boltahe o isang alternatibong boltahe.

Ang pinakakaraniwang solid state relays na kinokontrol ng palaging boltahe sa saklaw mula 3 hanggang 32 volts. Sa kasong ito, ang magnitude ng kinokontrol na boltahe ay dapat na nasa saklaw na ito, at hindi maging pantay sa anumang tiyak na halaga mula dito, na kung saan ay napaka maginhawa kapag isinama sa mga system na may iba't ibang mga boltahe.

Mayroon ding mga semiconductor relay, para sa kontrol kung saan ginagamit ang isang analog signal:

• 4-20 mA;

• 0-10 volts ng direktang kasalukuyang;

• Variable na risistor 470-560 kOhm.

Sa kasong ito, ang mga gayong relay ay maaaring magamit upang ayusin ang kapangyarihan sa konektadong aparato, ayon sa prinsipyo ng phase control. Ang parehong prinsipyo ng pagsasaayos ay ginagamit sa mga dimmer ng sambahayan para sa pag-iilaw.

Sa talahanayan sa ibaba makikita mo ang mga uri ng mga signal ng control ng solid-state relay na may paraan ng control control mula sa mga IMPULS.

Bigyang-pansin ang mga huling titik ng pagmamarka (LA, VD, VA), para sa karamihan ng mga tagagawa ay pareho sila, at sinasabi nila, tungkol lamang sa uri ng signal.

Tulad ng nabanggit na, sa isang relay na kinokontrol ng phase, depende sa laki ng control signal, nagbabago ang boltahe ng output, na ipinapakita sa tsart sa ibaba.

Ang nasabing relay ay maaaring kilalanin ng imahe ng kondisyon na malapit sa mga terminal ng input, halimbawa, ang larawan sa ibaba ay nagpapakita na ang isang 470-560 kOhm variable risistor ay konektado sa input.

Mayroon ding mga solidong relay ng estado na may isang signal ng control mula sa isang AC 220V network, tulad ng ipinapakita sa ibaba. Ang mga ito ay angkop para sa paggamit bilang isang kapalit para sa mga low contact contactor o electromagnetic relay.

Ang pagmamarka at uri ng kontrol

Upang matukoy ang "phase" ng relay, gamitin ang mga simbolo sa simula ng pagmamarka:

• SSR - solong yugto;

• TTR - tatlong yugto.

Alin ang katumbas ng mga solong-post at tatlong-post na aparato ng paglipat.

Ang kasalukuyang lakas ay naka-encrypt din, halimbawa, ipinapahiwatig ng FOTEK sa form: Pxx

Kung saan ang "xx" ang kasalukuyang nasa mga amperes, halimbawa, P03 - 3 amperes, at P10 - 10 amperes.

Kung ang pagmamarka ay naglalaman ng titik H, kung gayon ang relay na ito ay inilaan para sa paglipat ng overvoltage.

Sa pagmamarka, ang data sa uri ng kontrol ay ipinahiwatig sa mga huling character, maaaring naiiba ito mula sa isang tagagawa sa isa pa, ngunit madalas na mayroon itong form at kahulugan (ang data ay nakolekta mula sa iba't ibang mga tagagawa):

• VA - variable risistor 470-560kOhm / 2W (phase control);

• LA - 4-20mA analog signal (phase control);

• VD - analog signal 0-10V DC (control control);

• ZD - kontrolin ang 10-30V DC (lumilipat kapag dumadaan sa zero);

• ZD3 - kontrolin ang 3-32V DC (lumilipat kapag dumadaan sa zero);

• ZA2 - kontrolin ang 70-280V AC (lumilipat kapag dumadaan sa zero);

• DD3 - kontrol ng isang 3-32V DC signal sa pamamagitan ng isang direktang kasalukuyang circuit (paglipat ng boltahe ng DC);

• Kontrol ng signal ng DA - DC, paglilipat ng circuit ng AC.

• Ang kontrol sa signal ng AA - AC (220V), paglilipat ng AC circuit.

Suriin natin ito sa pagsasagawa, sabihin natin na nakarating ka sa tulad ng isang produkto tulad ng sa figure sa ibaba, at nais mong malaman kung ano ito.

Kung maingat mong pag-aralan ang mga inskripsiyon na malapit sa mga terminal para sa pagkonekta ng mga wire, malilinaw na ito na ito ay isang relay para sa pagkontrol sa mga circuit ng AC mula 90 hanggang 480 volts, habang ang control ay nangyayari din sa alternatibong kasalukuyang gamit ang isang boltahe mula 80 hanggang 250 volts.

Kung nakikita lamang ang pagmamarka, kung gayon: "SSR" ay single-phase; "-10" - na-rate ang kasalukuyang ng 10 amperes; "AA" - AC control, AC paglipat; "H" - para sa paglipat ng mataas na boltahe sa circuit ng kuryente - hanggang sa 480V (kung walang H, magiging hanggang sa 380-400V).

At para sa pagsasama at isang mas mahusay na pag-unawa, pag-aralan ang sumusunod na talahanayan na may mga marka at katangian ng solidong relays ng estado.

Aparato

Ang panloob na circuit ng isang solidong estado relay ay nakasalalay sa kung ano ang kasalukuyang ito ay dinisenyo para sa (direkta o alternating) at ang uri ng signal upang makontrol ito. Isaalang-alang natin ang ilan sa kanila.

Magsimula tayo sa relay, na kinokontrol ng direktang kasalukuyang at commutes kapag dumadaan sa zero. Minsan tinawag silang "Z-Type Solid State Relays."

Dito, ang mga pin 3-4 ay ang control signal input, na gumagamit ng control ng optocoupler, na ginagamit para sa pag-ihiwalay ng galvanic ng mga input at output circuit.

Ang bloke na kinokontrol ang paglipat sa pamamagitan ng 0, o bilang ito ay tinatawag na Zero Cross Circuit - sinusubaybayan ang yugto ng boltahe sa mga mains at kapag pumasa ito sa zero ay gumagawa ito ng isang circuit switch (o o off). Ang pamamaraang ito ay tinatawag ding Zero Voltage Switch, pinapayagan nitong mabawasan ang mga inrush na alon kapag naka-on (dahil ang boltahe sa sandaling ito ay pantay sa zero) at mga surge ng EMF self-induction kapag ang pag-load ay hindi naka-disconnect.

Angkop para sa pagkontrol ng resistive, capacitive at inductive load. Hindi angkop para sa pagkontrol ng isang mataas na pasaklaw na pag-load (na may kos cos <0.5), tulad ng mga transpormer na idling. Gayundin, ang pamamaraang ito ng control ay hindi makagambala sa mga mains sa panahon ng paglipat. Sa ibaba makikita mo ang mga diagram ng mga signal ng kontrol, boltahe ng mains at pag-load ng kasalukuyang gamit ang pamamaraang kontrol.

Sa eskematiko, ito ay ipinatupad tulad ng sumusunod:

Dito, ang boltahe mula sa network ay ibinibigay sa isang bloke na may isang triac at isang bloke na sinusubaybayan ang paglipat sa pamamagitan ng zero. Mga Sangkap ng Q1, R3, R4, R5, C4 sa mataas na boltahe na harangan ang pagbubukas ng thyristor T2, na kinokontrol ang lakas na triac T1. Pagkatapos ay ang paglipat ay posible lamang sa isang boltahe na malapit sa zero. Ang circuit ng input ay ginawa sa U1 - isang transistor optocoupler, na nagbibigay ng signal sa control electrode ng driver ng triac T2, sa pamamagitan ng Q2.

Ang mga instant na relay ay nakaayos nang medyo naiiba kaysa sa paglipat ng mga relay kapag tumatawid sa zero. Kulang sila sa ZCC cascade.

Kapag kinokontrol ang AC, ang circuit ay naiiba lamang sa pagkakaroon ng sa input ng rectifier (diode tulay).

At kapag nagpapalitan ng DC circuit, ang triac ay pinalitan ng isang transistor.

Mayroon ding mga unibersal na relay para sa direkta at alternating kasalukuyang, kung saan ginagamit ang isang pagpupulong ng mga transistor. Sa pangkalahatan, maraming mga circuit ng mga yugto ng output ng mga relay ng solid-state, ang mga sumusunod ay mga halimbawa ng circuitry ng iba't ibang mga modelo mula sa isang tagagawa tulad ng International Rectifier.

Sa isang relay na may paraan ng control control, ang sitwasyon ay medyo naiiba. Ito, tulad ng isang dimmer, ay maaaring ayusin ang lakas ng pag-load (boltahe ng output), para sa isang analog signal na inilalapat sa input - boltahe, kasalukuyang, o isang alternatibong pagtutol ay konektado. Bilang isang elemento ng kuryente, ginagamit ang isang thyristor dito.Ngunit tandaan na dahil sa pamamaraang ito ng pagsasaayos, ang pagkagambala ay nangyayari sa network, upang sugpuin kung aling mga filter ng network na may mga karaniwang mode na choke ang ginagamit, ngunit ito ay isang ganap na magkakaibang paksa.

Maaari mong makita ang mga pagkakaiba-iba sa paglipat kapag dumadaan sa zero mula sa phase switch sa figure sa ibaba.

Mga diagram ng koneksyon at mga tampok ng paggamit

Sa katunayan, ang diagram ng koneksyon ng mga relay na solidong estado ay halos hindi naiiba sa mga maginoo. Paano kumonekta? Kunin natin ito ng tama.

Kung kailangan mong palitan ang isang maginoo 220V relay na may control ng 220V AC, gamitin ang sumusunod na diagram, halimbawa LDG LDSSR-10AA-H. Ang diagram halimbawa ay nagpapakita ng koneksyon sa pamamagitan ng isang maginoo switch o toggle switch. Sa halip, ang isang pagpapaandar na signal ay maaaring maibigay mula sa isang termostat, controller, at iba pang mga aparato.

Kung kailangan mong kontrolin ang isang 220V circuit gamit ang isang signal na may mababang boltahe, maaari mong gamitin ang FOTEK HPR-80AA.

Sa circuit na ito, isang suplay ng kuryente ng 12VDC ay ginagamit bilang isang mababang boltahe na direktang kasalukuyang mapagkukunan, na malawakang ginagamit bilang mga power supply para sa mga LED strips. Sa pamamagitan ng paraan, maaari mo ring kontrolin ang tulad ng isang solidong estado relay sa pamamagitan ng paglalapat ng boltahe mula sa charger ng mobile phone sa input, dahil ang output nito ay 5V, na higit pa sa minimum na signal ng 3V.

Tandaan din na ang control boltahe ay dapat na ganap na ididiskonekta, dahil ang bawat relay ay may ilang mga parameter kung saan ito nagpapatakbo, halimbawa, ang boltahe sa itaas ay tungkol sa 1 boltahe, at maaari itong maglakbay hindi sa 3 na-rate na volts, ngunit nasa 2.5 na (Ang data ay na-average, halimbawa, at maaaring mag-iba depende depende sa hindi lamang sa isang partikular na produkto, kundi pati na rin sa mga kondisyon ng kapaligiran at pag-install.)

Ngunit tandaan na mayroon ding isang relay na may paraan ng control control. Ang mga diagram ng koneksyon ng naturang mga relay ay inilalarawan sa ibaba (paglalarawan mula sa mga tagubilin para sa kanila).

Ang tanong kung bakit kailangan ang gayong mga relay at saan ginagamit ang mga ito? Ang paghahanap para sa sagot sa tanong na ito ay maikli ang buhay, sa sandaling pumasok ako sa simula ng query at agad na naglabas ng mga pagpipilian para sa paggamit bilang isang susi ng kapangyarihan para sa pagkontrol ng mga elemento ng pag-init mula sa mga thermostat na may output ng 4-20 mA o 0-10V.

Sa pamamagitan ng paraan, para sa mga pang-industriya na aplikasyon mayroon ding mga domestic development, halimbawa, ARIES TPM132 at iba pang mga modelo na maaaring gumana sa mga signal ng 4-20mA at 0-10V output.

Gayunpaman, ang paggamit ng isang solidong relay ng estado upang makontrol ang isang mabibigat na pagkarga ay hindi posible nang hindi paglamig. Para sa mga ito, ginagamit ang passive (simpleng radiator) o aktibong paglamig (radiator + palamigan).

Ang mga rekomendasyon para sa pagpili ng mga cooler ay ibinibigay sa teknikal na dokumentasyon para sa isang tiyak na solid-state relay, kaya hindi ka maaaring magbigay ng payo sa unibersal.

Konklusyon

Ang mga solidong relay ng estado ay maaaring magamit bilang mga electromekanikal na relay sa ilang mga kaso. Ang pinakapopular na mga pagpipilian sa pang-araw-araw na buhay ay upang palitan ang contactor sa isang electric boiler, dahil sa malakas na pag-pop kapag naka-on, ayon sa pagkakabanggit, at pagsasama TENOV magiging tahimik.

Pati na rin ang pagpapatupad ng iba't ibang mga makapangyarihang mga controller ng kapangyarihan para sa parehong mga elemento ng pag-init at iba pang mga bagay, kung saan ginagamit ang isang solidong estado na relay na may input ng signal ng analog mula sa isang variable na resistensya (uri ng VA).

Maaaring mag-ipon ng mga radio amateurs ang pinakasimpleng solidong estado ng relay, batay sa isang optical driver para sa mga triac na may uri ng ZCC MOC3041 at iba pa.

Naniniwala ako na ang mga ito ay karapat-dapat na mga produkto para magamit sa iba't ibang mga tool sa automation, bilang karagdagan, hindi nila hinihiling ang pagpapanatili (maliban sa paglilinis ng mga radiator mula sa alikabok), at ang buhay ng serbisyo ay masasabing walang limitasyong. Tatagal sila nang maraming beses kaysa sa mga contactor, kung walang mga overload, overheating, short-circuit at surge surge!