„Уради сам“ полупроводнички релеј: упутства за монтажу и савети за повезивање

Дарлингтон транзистор

Ако је оптерећење веома моћно, струја кроз њега може достићи
неколико ампера. За транзисторе велике снаге, коефицијент $\бета$ може
бити недовољан. (Штавише, као што се види из табеле, за моћне
транзистори, већ је мали.)

У овом случају можете користити каскаду од два транзистора. Први
транзистор контролише струју, која укључује други транзистор. Такве
склопно коло се назива Дарлингтоново коло.

У овом колу, $\бета$ коефицијенти два транзистора се множе, што
омогућава вам да добијете веома висок коефицијент преноса струје.

Да бисте повећали брзину искључивања транзистора, можете повезати сваки
емитер и базни отпорник.

Отпори морају бити довољно велики да не утичу на струју
база - емитер. Типичне вредности су 5…10 кΩ за напоне од 5…12 В.

Дарлингтон транзистори су доступни као посебан уређај. Примери
такви транзистори су приказани у табели.

Модел	$\бета$	$\мак\ И_{к}$	$\мак\ В_{ке}$
КТ829В	750	8 А	60 В
БДКС54Ц	750	8 А	100 В

Иначе, рад кључа остаје исти.

Предности и мане

За разлику од других типова релеја, чврсти релеј нема покретне контакте. Пребацивање електричних кола у овом уређају се врши по принципу електронског кључа направљеног на полупроводницима. Да бисте избегли проблеме при креирању чврстог релеја, потребно је разумети принцип рада уређаја и његов дизајн.

Међутим, вреди почети са описом његових главних предности:

• Могућност пребацивања моћних оптерећења.
• Пребацивање се дешава великом брзином.
• Висококвалитетна галванска изолација.
• Може да издржи тешка преоптерећења у кратком временском периоду.

Ниједан механички релеј нема сличне параметре. Обим чврстог релеја (ССР) је практично неограничен. Одсуство покретних елемената у дизајну значајно повећава век трајања уређаја. Међутим, треба имати на уму да уређај нема само предности. Нека својства ССР-а су недостаци. На пример, током рада моћних уређаја постаје неопходно користити додатни елемент за уклањање топлотне енергије.

Често димензије радијатора значајно премашују димензије самог релеја. У таквој ситуацији, инсталација уређаја је донекле тешка.Када је уређај затворен, у њему се примећује цурење струје, што доводи до појаве нелинеарне струје-напонске карактеристике.

Стога, када се користи ССР, треба обратити пажњу на карактеристике склопних напона. Неки типови уређаја могу да раде само у мрежама са једносмерном струјом.

Приликом повезивања чврстог релеја на коло, морате обезбедити начине заштите од лажних позитивних резултата.

Чврсто стање - да ли да их користим?

За почетак ћемо такође размотрити изводљивост употребе таквих релеја. На пример, прави случај:

Још један случај када такви релеји нису потребни:

Преоптерећења и заштита полупроводничких релеја биће детаљно размотрени у наставку, ау овом случају је препоручљиво користити конвенционални контактор, који се добро носи са преоптерећењем и кошта 10 пута мање.

Стога, не вреди јурити за модом, већ је боље применити трезвену калкулацију. Обрачун текућих и финансија.

Ако некоме падне на памет, можете покренути мотор од 10 кВ помоћу дугмета за звоно или трске! Али то није тако једноставно, детаљи ће бити у наставку.

Сврха и врсте

Релеј за контролу струје је уређај који реагује на нагле промене величине долазне електричне струје и по потреби искључује напајање одређеном потрошачу или целом систему напајања. Његов принцип рада заснива се на поређењу спољашњих електричних сигнала и тренутног одговора ако не одговарају радним параметрима уређаја. Користи се за рад генератора, пумпе, мотора аутомобила, алатних машина, кућних апарата и друго.

Постоје такве врсте уређаја једносмерне и наизменичне струје:

1. средњи;
2. Протецтиве;
3. Меасуринг;
4. притисак;
5. Време.

Средњи уређај или релеј максималне струје (РТМ, РСТ 11М, РС-80М, РЕО-401) служи за отварање или затварање кола одређене електричне мреже када се достигне одређена струјна вредност. Најчешће се користи у становима или кућама како би се повећала заштита кућне опреме од напона и струјних удара.

Принцип рада термичког или заштитног уређаја заснива се на контроли температуре контаката одређеног уређаја. Користи се за заштиту уређаја од прегревања. На пример, ако се гвожђе прегреје, онда ће такав сензор аутоматски искључити напајање и укључити га након што се уређај охлади.

Статички или мерни релеј (РЕВ) помаже да се затворе контакти кола када се појави одређена вредност електричне струје. Његова главна сврха је да упореди доступне мрежне параметре и потребне, као и да брзо реагује на њихове промене.

Прекидач притиска (РПИ-15, 20, РПЖ-1М, ФКС-У, ФЛУ и други) је неопходан за контролу течности (вода, уље, уље), ваздух итд. Користи се за искључивање пумпе или друге опреме када постављени индикатори достижу притисак. Често се користи у водоводним системима и на ауто сервисима.

Релеји временског кашњења (произвођач ЕПЛ, Данфосс, такође ПТБ модели) су потребни за контролу и успоравање одзива одређених уређаја када се открије цурење струје или други квар мреже. Такви уређаји за релејну заштиту користе се иу свакодневном животу иу индустрији. Они спречавају прерано активирање хитног режима, рад РЦД-а (то је такође диференцијални релеј) и прекидача.Шема њихове инсталације се често комбинује са принципом укључивања заштитне опреме и диференцијала у мрежу.

Поред тога, постоје и електромагнетни напонски и струјни релеји, механички, чврсти итд.

Релеј у чврстом стању је једнофазни уређај за пребацивање великих струја (од 250 А), пружајући галванску заштиту и изолацију електричних кола. Ово је, у већини случајева, електронска опрема дизајнирана да брзо и прецизно реагује на проблеме са мрежом. Још једна предност је што се такав струјни релеј може направити ручно.

По дизајну, релеји су класификовани на механичке и електромагнетне, а сада, као што је горе поменуто, на електронске. Механички се може користити у различитим условима рада, не захтева сложено коло за повезивање, издржљив је и поуздан. Али у исто време, недовољно прецизно. Стога се сада углавном користе његови модернији електронски колеге.

Водич за одабир

Због електричних губитака у енергетским полупроводницима, чврсти релеји се загревају када се оптерећење укључи. Ово намеће ограничење на количину укључене струје. Температура од 40 степени Целзијуса не узрокује погоршање радних параметара уређаја. Међутим, загревање изнад 60Ц у великој мери смањује дозвољену вредност укључене струје. У овом случају, релеј може прећи у неконтролисани режим рада и отказати.

Због тога, током дуготрајног рада релеја у номиналним, а посебно "тешким" режимима (са дуготрајним пребацивањем струја изнад 5 А), потребна је употреба радијатора.При повећаним оптерећењима, на пример, у случају оптерећења "индуктивне" природе (соленоиди, електромагнети, итд.), Препоручује се одабир уређаја са великом струјном маргином - 2-4 пута, а у случају управљање асинхроним електромотором, 6-10 пута струјна маргина.

Приликом рада са већином врста оптерећења, укључивање релеја је праћено струјним ударом различитог трајања и амплитуде, чија се вредност мора узети у обзир при избору:

• чисто активна (грејачи) оптерећења дају најниже могуће ударе струје, који се практично елиминишу када се користе релеји са пребацивањем на "0";
• жаруље са жарном нити, халогене сијалице, када су укључене, пролазе струју 7 ... 12 пута више од номиналне;
• флуоресцентне сијалице током првих секунди (до 10 с) дају краткотрајне скокове струје, 5 ... 10 пута веће од називне струје;
• живине лампе дају троструко струјно преоптерећење током првих 3-5 минута;
• намотаји електромагнетних релеја наизменичне струје: струја је 3 ... 10 пута већа од називне струје за 1-2 периода;
• намотаји соленоида: струја је 10 ... 20 пута већа од називне струје за 0,05 - 0,1 с;
• електромотори: струја је 5 ... 10 пута већа од називне струје за 0,2 - 0,5 с;
• високо индуктивна оптерећења са засићеним језгрима (трансформатори у празном ходу) када су укључени у фази нултог напона: струја је 20 ... 40 пута већа од називне струје за 0,05 - 0,2 с;
• капацитивна оптерећења када су укључена у фази близу 90°: струја је 20 ... 40 пута већа од називне струје за време од десетина микросекунди до десетина милисекунди.

Биће занимљиво Како се фоторелеј користи за улично осветљење?

Способност издржавања струјних преоптерећења карактерише величина "струје удара".Ово је амплитуда једног импулса датог трајања (обично 10 мс). За ДЦ релеј ова вредност је обично 2–3 пута већа од вредности максимално дозвољене једносмерне струје, за тиристорске релеје овај однос је око 10. За струјна преоптерећења произвољног трајања може се поћи од емпиријске зависности: повећање трајања преоптерећења за ред величине доводи до смањења дозвољене амплитуде струје. Прорачун максималног оптерећења је приказан у табели испод.

Табела за израчунавање максималног оптерећења за полупроводнички релеј.

Избор називне струје за одређено оптерећење треба да буде у односу између маргине називне струје релеја и увођења додатних мера за смањење стартних струја (отпорници за ограничавање струје, пригушници итд.).

Да би се повећала отпорност уређаја на импулсни шум, паралелно са прекидачким контактима поставља се спољно коло које се састоји од серијски спојеног отпорника и капацитивности (РЦ коло). За потпунију заштиту од извора пренапона на страни оптерећења потребно је паралелно са сваком фазом ССР-а повезати заштитне варисторе.

Шема полупроводничке релејне везе.

Приликом пребацивања индуктивног оптерећења обавезна је употреба заштитних варистора. Избор потребне вредности варистора зависи од напона који напаја оптерећење, а израчунава се по формули: Уваристор = (1,6 ... 1,9) к Улоад.

Тип варистора се одређује на основу специфичних карактеристика уређаја. Најпопуларнији домаћи варистори су серије: ЦХ2-1, ЦХ2-2, ВР-1, ВР-2.Полупроводнички релеј обезбеђује добру галванску изолацију улазних и излазних кола, као и струјних кола од структурних елемената уређаја, тако да нису потребне додатне мере за изолацију кола.

Особине производног процеса

Оптерећење грејног елемента је В.
Улаз је примарно коло у коме је постављен константан отпор.
Уобичајено да се било који електрични механизам покрене, користе се контакти који се повремено затварају и отварају.
Излазна снага реда В. Овде у колу постоје две улазне опције: контролни улаз директно на диоду оптокаплера и улазни сигнал који се доводи преко транзистора. Пребацивање електричних кола у овом уређају се врши по принципу електронског кључа направљеног на полупроводницима.
Препоруке за избор хладњака дате су у техничкој документацији за одређени полупроводнички релеј, тако да је немогуће дати универзални савет. Под одређеним условима, чврсти релеји се могу користити за покретање асинхроних мотора.

Због тога постоји максимално могуће кашњење искључења између уклањања улазног сигнала и искључења струје оптерећења у једном полупериоду. Висококвалитетна изолација између управљачких кола и оптерећења. Ови тихи релеји су добра замена за контакторе и стартера. Исти принцип подешавања се користи у пригушивачима осветљења у домаћинству.Када се уклони сигнал улазног једносмерног напона, излаз се не искључује изненада, јер након што се проводљивост покрене, тиристор или триак који се користи као уређај за пребацивање остаје укључен до краја полуциклуса све док струје оптерећења не падну испод струје уређаја за држање, након чега се искључује.

Видео: испитивање чврстог релеја. Неопходно је истаћи следећа својства полупроводничких релеја: Уз помоћ оптичке изолације обезбеђује се изолација различитих кола електронског уређаја. У солид-стате моделима, ову улогу играју тиристори, транзистори и тријаци.

Уз његову помоћ привлаче се контакти. Заштита се може налазити унутар кућишта релеја и одвојено

Имајте на уму да су за тријаке закључци обично двосмислени, па их је потребно унапред проверити. За довођење напона на оптерећење користи се склопно коло које укључује транзистор, силицијумску диоду и триак

У овом примеру, било која преферирана вредност отпорника између ома и ома ће бити довољна.
Полупроводнички релеј уместо контактора.

Учитајте опције контроле снаге

Данас постоје две главне опције за управљање напајањем. Размотримо сваки и њих детаљније:

1. ПХАСЕ ЦОНТРОЛ. Овде излазни сигнал за И у оптерећењу има облик синусоиде. Излазни напон је подешен на 10, 50 и 90 процената. Предности такве шеме су очигледне - глаткоћа излазног сигнала, могућност повезивања различитих врста оптерећења. Минус - присуство сметњи у процесу пребацивања.
2. УПРАВЉАЊЕ ПРЕЛАЗОМ (У ПРОЦЕСУ ПРЕЛАЗА КРОЗ НУЛУ).Предност методе управљања је у томе што се током рада чврстог релеја не стварају сметње које ометају трећи хармоник током процеса комутације. Од недостатака - ограничена примена. Ова контролна шема је погодна за капацитивна и отпорна оптерећења. Не препоручује се његова употреба са високо индуктивним оптерећењем.

Упркос вишој цени, чврсти релеји ће постепено заменити стандардне уређаје са контактима. То је због њихове поузданости, недостатка буке, лакоће одржавања и дугог века трајања.

Недостаци немају негативан утицај, ако правилно приступите избору и инсталацији уређаја.

Предности и мане

За производњу чврстог релеја можете користити ланце који се састоје од контролног кола и триака. Да бисте побољшали процес одвођења топлоте, требало би да користите термалну пасту, стављајући је на целу површину контакта алуминијумске основе и полупроводничког елемента. То је зато што АЦ прекидачки полупроводнички релеји користе СЦР и тријак као излазни прекидачки уређај, који наставља да спроводи након уклањања улаза све док наизменична струја која тече кроз уређај не падне испод свог прага или задржи своју вредност. Погодно за покретање отпорних, капацитивних и индуктивних оптерећења.
У овом случају, потребно је одабрати извор са довољном снагом за укључивање целе групе релеја.
Али ако су струје велике, доћи ће до јаког загревања елемената.
Пре него што покушате да сами направите солид стате релеј, логично је да се упознате са основним дизајном таквих уређаја, да разумете принцип њиховог рада. Шема за повезивање релеја Сви полупроводнички уређаји ове врсте подељени су на секције, укључујући: улазни део, оптичку изолацију, окидач, као и склопна и заштитна кола.
У овом случају, вршне краткорочне вредности струје могу достићи А.
Пребацивање се дешава великом брзином. Маса за ливење Предности и мане За разлику од других типова релеја, полупроводнички релеји немају покретне контакте.
Излазно коло већине стандардних полупроводничких релеја је конфигурисано да изврши само један тип прекидача, дајући еквивалент нормално отвореном једнополном СПСТ-НО режиму рада електромеханичког релеја. МОЦ Опто-Триац Исолатор има исте карактеристике, али са уграђеном детекцијом нулте преласка, омогућавајући оптерећењу да добије пуну снагу без великих ударних струја приликом пребацивања индуктивних оптерећења.
Предавање 357 Релеј у чврстом стању

Како направити ТТР својим рукама?

Узимајући у обзир дизајнерске карактеристике уређаја (монолит), коло се склапа не на текстуолиту, као што је уобичајено, већ површинском монтажом.

Постоји много решења кола у овом правцу. Конкретна опција зависи од потребне склопне снаге и других параметара.

Електронске компоненте за склоп кола

Листа елемената једноставног кола за практично савладавање и изградњу чврстог релеја сопственим рукама је следећа:

1. Оптоцоуплер типа МОС3083.
2. Триац тип ВТ139-800.
3. Транзистор серије КТ209.
4. Отпорници, зенер диода, ЛЕД.

Све наведене електронске компоненте су лемљене површинском монтажом према следећој шеми:

Због употребе оптокаплера МОС3083 у колу генерисања управљачког сигнала, вредност улазног напона може да варира од 5 до 24 волта.

А због ланца који се састоји од зенер диоде и ограничавајућег отпорника, струја која пролази кроз контролну ЛЕД диоду је смањена на најмању могућу мјеру. Ово решење обезбеђује дуг радни век контролне ЛЕД диоде.

Провера перформанси склопљеног кола

Састављено коло мора бити проверено ради исправности. У овом случају није потребно прикључити напон оптерећења од 220 волти на прекидачки круг кроз триац. Довољно је повезати мерни уређај - тестер паралелно са склопном линијом триака.

Режим мерења тестера мора бити подешен на "мОхм" и напајање се примењује (5-24В) на коло за генерисање контролног напона. Ако све ради исправно, тестер би требало да покаже разлику у отпору од „мΩ“ до „кΩ“.

Монолитни стамбени уређај

Испод основе кућишта будућег чврстог релеја биће потребна алуминијумска плоча дебљине 3-5 мм. Димензије плоче нису критичне, али морају испуњавати услове за ефикасно одвођење топлоте из тријака када се овај електронски елемент загреје.

Површина алуминијумске плоче мора бити равна. Додатно, потребно је обрадити обе стране - очистити финим брусним папиром, полирати.

У следећој фази, припремљена плоча је опремљена „оплатом“ - обруб од дебелог картона или пластике је залепљен око периметра.Требало би да добијете неку врсту кутије, која ће се касније напунити епоксидом.

Унутар креиране кутије постављено је електронско коло чврстог релеја састављеног "надстрешом". Само триац је постављен на површину алуминијумске плоче.

Никакви други делови кола или проводници не смеју да додирују алуминијумску подлогу. Триац се наноси на алуминијум са оним делом кућишта који је предвиђен за уградњу на радијатор.

На контактној површини кућишта тријака и алуминијумске подлоге треба користити пасту која проводе топлоту. Неки брендови триака са неизолованом анодом морају се инсталирати кроз заптивку од лискуна.

Триац се мора чврсто притиснути на подлогу неком врстом оптерећења и сипати по ободу епоксидним лепком или фиксирати на неки начин без ометања површине задње стране подлоге (на пример, заковицом).

Припрема једињења и изливање тела

За производњу чврстог тела електронског уређаја биће потребно направити мешавину мешавине. Састав смеше једињења заснива се на две компоненте:

1. Епоксидна смола без учвршћивача.
2. Алабастер прах.

Захваљујући додатку алабастера, мајстор решава два проблема одједном - добија исцрпну запремину масе за ливење при номиналној потрошњи епоксидне смоле и ствара пуњење оптималне конзистенције.

Смеша се мора темељно измешати, након чега се може додати учвршћивач и поново добро промешати. Затим се "зглобна" инсталација пажљиво сипа у картонску кутију са створеним једињењем.

Пуњење се врши до горњег нивоа, остављајући само део главе контролне ЛЕД диоде на површини.У почетку, површина смеше можда неће изгледати потпуно глатка, али након неког времена слика ће се променити. Остаје само да се сачека потпуно учвршћивање ливења.

У ствари, могу се користити било која одговарајућа решења за ливење. Главни критеријум је да састав за ливење не би требало да буде електрично проводљив, плус добар степен крутости ливења треба да се формира након очвршћавања. Обликовано тело чврстог релеја је врста заштите за електронско коло од случајног физичког оштећења.

Класификација чврстих релеја

Примене релеја су разноврсне, па се њихове карактеристике дизајна могу значајно разликовати у зависности од потреба одређеног аутоматског кола. ТТР је класификован према броју прикључених фаза, врсти радне струје, карактеристикама дизајна и врсти управљачког кола.

По броју прикључених фаза

Релеји у чврстом стању се користе како у кућним апаратима тако иу индустријској аутоматизацији са радним напоном од 380 В.

Стога се ови полупроводнички уређаји, у зависности од броја фаза, деле на:

• монофазни;
• трофазни.

Монофазни ССР вам омогућавају да радите са струјама од 10-100 или 100-500 А. Контролишу се помоћу аналогног сигнала.

Препоручљиво је повезати жице различитих боја на трофазни релеј како би се могли исправно повезати приликом инсталирања опреме

Трофазни релеји у чврстом стању су способни да пропуштају струју у опсегу од 10-120 А. Њихов уређај претпоставља реверзибилни принцип рада, што обезбеђује поузданост регулације неколико електричних кола истовремено.

Често се трофазни ССР користе за напајање индукционог мотора.Брзи осигурачи су нужно укључени у његов управљачки круг због великих стартних струја.

По врсти радне струје

Полупроводнички релеји се не могу конфигурисати или репрограмирати, тако да могу исправно да раде само унутар одређеног опсега електричних параметара мреже.

У зависности од потреба, ССР се могу контролисати помоћу електричних кола са две врсте струје:

• Трајан;
• Променљиве.

Слично, могуће је класификовати ТТР и по врсти напона активног оптерећења. Већина релеја у кућним апаратима ради са променљивим параметрима.

Једносмерна струја се не користи као главни извор електричне енергије ни у једној земљи на свету, тако да релеји овог типа имају уски опсег

Уређаји са константном управљачком струјом одликују се високом поузданошћу и за регулацију користе напон од 3-32 В. Подносе широк температурни опсег (-30..+70°Ц) без значајније промене карактеристика.

Релеји вођени наизменичном струјом имају управљачки напон од 3-32 В или 70-280 В. Одликују се ниским електромагнетним сметњама и великом брзином одзива.

По карактеристикама дизајна

Релеји чврстог стања се често уграђују у општу електричну плочу стана, тако да многи модели имају монтажни блок за монтажу на ДИН шину.

Поред тога, постоје посебни радијатори који се налазе између ТСР-а и потпорне површине. Они вам омогућавају да охладите уређај при великим оптерећењима, уз задржавање његових перформанси.

Релеј се монтира на ДИН шину углавном преко посебног носача, који такође има додатну функцију - уклања вишак топлоте током рада уређаја

Између релеја и хладњака препоручује се наношење слоја термалне пасте, што повећава површину контакта и повећава пренос топлоте. Постоје и ТТР-ови дизајнирани за причвршћивање на зид обичним вијцима.

По врсти контролне шеме

Принцип рада подесивог релеја технологије не захтева увек његов тренутни рад.

Стога су произвођачи развили неколико шема контроле ССР-а које се користе у различитим областима:

1. Нулта контрола. Ова опција за управљање чврстим релејем претпоставља рад само при вредности напона од 0. Користи се у уређајима са капацитивним, отпорним (грејачи) и слабим индуктивним (трансформатори) оптерећења.
2. Инстант. Користи се када је потребно нагло активирати релеј када се примени контролни сигнал.
3. Фаза. Подразумева регулацију излазног напона променом параметара контролне струје. Користи се за глатку промену степена грејања или осветљења.

Солид стате релеји се такође разликују по многим другим, мање значајним, параметрима.

Због тога је приликом куповине ТСР-а важно разумети шему рада повезане опреме како бисте купили најприкладнији уређај за подешавање за њега.

Мора се обезбедити резерва снаге, јер релеј има оперативни ресурс који се брзо троши уз честа преоптерећења.