eng
Выпуск #5/2022
В. Москалев
ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ РЕЛЕ КОМПАНИИ RUICHI: НАДЕЖНАЯ АЛЬТЕРНАТИВА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ РЕЛЕ
ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ РЕЛЕ КОМПАНИИ RUICHI: НАДЕЖНАЯ АЛЬТЕРНАТИВА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ РЕЛЕ
Просмотры: 860
DOI: 10.22184/1992-4178.2022.216.5.104.108
Одним из востребованных видов продукции марки Ruichi являются твердотельные реле, которые все шире используются вместо традиционных электромагнитных реле. В статье рассмотрены принципы работы, характеристики и модельный ряд твердотельных реле, выпускаемых компанией Ruichi.
Одним из востребованных видов продукции марки Ruichi являются твердотельные реле, которые все шире используются вместо традиционных электромагнитных реле. В статье рассмотрены принципы работы, характеристики и модельный ряд твердотельных реле, выпускаемых компанией Ruichi.
Теги: electromagnetic relay heatsink phase control single-phase and three-phase solid state relay thyristor triac однофазное и трехфазное твердотельное реле радиатор симистор тиристор фазовое управление электромагнитное реле
Твердотельные реле компании Ruichi: надежная альтернатива электромагнитным реле
В. Москалев
Компания Ruichi специализируется на проектировании и производстве контрольно-измерительных приборов, пассивных компонентов, силовых полупроводниковых приборов, разъемов, кабельных изделий, коммутационных устройств, вентиляторов и других изделий.
Продукция компании сертифицирована в соответствии с EU RoHS и REACH Certification, отвечает требованиям российских стандартов качества. Одним из востребованных видов продукции марки Ruichi являются твердотельные реле, которые все шире используются вместо традиционных электромагнитных реле. В статье рассмотрены принципы работы, разновидности, схемы включения твердотельных реле, а также характеристики и модельный ряд устройств, выпускаемых компанией Ruichi.
Твердотельное реле (ТР) – коммутационное устройство без механических движущих частей, служащее для включения и выключения цепи высокой мощности с помощью низких напряжений. Принцип действия ТР основан на применении силовых полупроводниковых ключей (транзисторов, тиристоров, симисторов). В отличие от этого, традиционные электромагнитные реле (ЭМР) содержат катушку, на которую подается напряжение и создается магнитное поле, приводящее в движение якорь с закрепленной на нем контактной группой. Контакты замыкаются, ток проходит по цепи.
В твердотельных реле нет ни катушки, ни контактной группы на подвижном якоре. Вместо силовых контактов используются силовые полупроводниковые ключи – тиристоры, симисторы или транзисторы, в зависимости от того, токи какой величины необходимо переключать.
Отсутствие механических частей и, следовательно, износа контактной группы делает твердотельные реле гораздо более надежными и долговечными в процессе эксплуатации, чем электромагнитные реле. Кроме того, быстродействие ТР гораздо выше, чем ЭМР. В процессе работы твердотельных реле не появляется искр и посторонних звуков.
Благодаря отсутствию искрения, ТР могут использоваться во взрывоопасных помещениях. Среди дополнительных преимуществ ТР следует отметить бесшумный режим работы. Например, использование твердотельных реле в качестве замены контакторов в электрическом котле позволяет исключить хлопки при включении нагревательного оборудования. Кроме того, ТР обеспечивают неизменное выходное сопротивление в процессе всего срока службы (контакты не окисляются), они менее чувствительны к внешним условиям (вибрации, магнитным полям, повышенной влажности, запыленности воздуха) и более энергоэффективны.
Среди недостатков твердотельных реле нужно отметить несколько моментов. Во-первых, из-за скачков напряжения необходимо принимать меры против ложных срабатываний. Во-вторых, при коротких замыканиях, перегрузках в электрической цепи есть высокий риск выхода из строя силового ключа из-за относительно низкой перегрузочной способности. В-третьих, в процессе активной эксплуатации твердотельные реле сильно нагреваются за счет сопротивления p-n-перехода, что часто требует установки радиатора для эффективного теплоотвода. В-четвертых, срок службы твердотельного реле значительно уменьшается при работе с импульсным напряжением.
Еще один недостаток связан в наличием в ТР тока утечки. Из-за этого при использовании ТР для управления осветительными системами может наблюдаться мерцание светодиодов.
Твердотельные реле классифицируются по ряду параметров: количество фаз, способ переключения в процессе работы, вариант монтажа, входное напряжение, допустимое рабочее напряжение, ток, выходное напряжение, тип тока (постоянный, переменный), падение напряжения, условия эксплуатации. Еще один критерий для разделения ТР на группы – тип управляющего сигнала.
В зависимости от количества фаз различают одно- и трехфазные ТР. Управление ТР может осуществляться переменным или постоянным напряжением.
Наиболее широко применяют твердотельные реле постоянного тока с управляющим напряжением от 3 до 32 В. Также достаточно популярными являются ТР с аналоговым управляющим сигналом. ТР позволяют регулировать мощность подключенных электроприборов на основе фазового управления. Простой пример – бытовой диммер для контроля системы освещения.
Компания Ruichi предлагает однофазные и трехфазные твердотельные реле различных типов, основные характеристики которых приведены в табл. 1. Внешний вид твердотельного реле марки Ruichi представлен на рис. 1.
Для твердотельных реле Ruichi принята следующая маркировка в зависимости от фазности ТР: TTR – для трехфазных; SSR – для однофазных. Буква «H» в обозначении твердотельного реле указывает на то, что его можно использовать в цепях с высоким напряжением.
Информация о типе управления твердотельным реле указывается в самом конце маркировки:
В табл. 2 приведена информация о модельном ряде ТР от Ruichi.
По конструкции самым простым вариантом является твердотельное реле, управляемое постоянным током, с выходом переменного напряжения (типа DC-AC). В нем предусмотрена коммутация в процессе перехода через ноль (рис. 2, 3).
Контактная пара 3–4 представляет собой вход для управляющего сигнала, который взаимодействует с коммутируемым напряжением путем создания гальванической развязки с помощью оптрона. Блок контроля перехода через ноль отслеживает фазы напряжения в цепи. Когда напряжение переходит через ноль осуществляется коммутация цепи, благодаря чему уменьшаются выбросы тока при включении и отключении нагрузки.
Данный тип ТР может эффективно использоваться для контроля различных нагрузок в электрической цепи. Однако их не применяют для управления высокоиндуктивными нагрузками. Этот метод обеспечивает высокую эффективность и не создает помех.
В ТР, управляемых переменным током, с выходом переменного напряжения (AC-AC) на входе предусмотрен диодный мост (рис. 4).
В ТР, управляемых постоянным током, с выходом постоянного напряжения (DC-DC) вместо симистора используется транзистор (рис. 5).
Компания Ruichi предлагает также более сложные универсальные ТР на базе нескольких транзисторов, которые подходят для работы как с переменным, так и постоянным током.
В ТР, работающих на основе фазового метода управления, предусмотрена возможность изменять мощность выходного напряжения путем подачи на вход аналогового сигнала.
Возможно управление током или напряжением, а также использование на входе переменного резистора. Силовой элемент в ТР данного типа – тиристор. Однако, подобный тип управления имеет серьезный недостаток – создание помех в электрической сети. Для их подавления устанавливается сетевой фильтр, который оснащают синфазным дросселем.
При эксплуатации твердотельных реле для управления большой нагрузкой следует предусмотреть эффективное охлаждение путем установки радиаторов с кулером. Для всех ТР производства Ruichi в технической документации указана информация о подходящем типе кулера. ●
В. Москалев
Компания Ruichi специализируется на проектировании и производстве контрольно-измерительных приборов, пассивных компонентов, силовых полупроводниковых приборов, разъемов, кабельных изделий, коммутационных устройств, вентиляторов и других изделий.
Продукция компании сертифицирована в соответствии с EU RoHS и REACH Certification, отвечает требованиям российских стандартов качества. Одним из востребованных видов продукции марки Ruichi являются твердотельные реле, которые все шире используются вместо традиционных электромагнитных реле. В статье рассмотрены принципы работы, разновидности, схемы включения твердотельных реле, а также характеристики и модельный ряд устройств, выпускаемых компанией Ruichi.
Твердотельное реле (ТР) – коммутационное устройство без механических движущих частей, служащее для включения и выключения цепи высокой мощности с помощью низких напряжений. Принцип действия ТР основан на применении силовых полупроводниковых ключей (транзисторов, тиристоров, симисторов). В отличие от этого, традиционные электромагнитные реле (ЭМР) содержат катушку, на которую подается напряжение и создается магнитное поле, приводящее в движение якорь с закрепленной на нем контактной группой. Контакты замыкаются, ток проходит по цепи.
В твердотельных реле нет ни катушки, ни контактной группы на подвижном якоре. Вместо силовых контактов используются силовые полупроводниковые ключи – тиристоры, симисторы или транзисторы, в зависимости от того, токи какой величины необходимо переключать.
Отсутствие механических частей и, следовательно, износа контактной группы делает твердотельные реле гораздо более надежными и долговечными в процессе эксплуатации, чем электромагнитные реле. Кроме того, быстродействие ТР гораздо выше, чем ЭМР. В процессе работы твердотельных реле не появляется искр и посторонних звуков.
Благодаря отсутствию искрения, ТР могут использоваться во взрывоопасных помещениях. Среди дополнительных преимуществ ТР следует отметить бесшумный режим работы. Например, использование твердотельных реле в качестве замены контакторов в электрическом котле позволяет исключить хлопки при включении нагревательного оборудования. Кроме того, ТР обеспечивают неизменное выходное сопротивление в процессе всего срока службы (контакты не окисляются), они менее чувствительны к внешним условиям (вибрации, магнитным полям, повышенной влажности, запыленности воздуха) и более энергоэффективны.
Среди недостатков твердотельных реле нужно отметить несколько моментов. Во-первых, из-за скачков напряжения необходимо принимать меры против ложных срабатываний. Во-вторых, при коротких замыканиях, перегрузках в электрической цепи есть высокий риск выхода из строя силового ключа из-за относительно низкой перегрузочной способности. В-третьих, в процессе активной эксплуатации твердотельные реле сильно нагреваются за счет сопротивления p-n-перехода, что часто требует установки радиатора для эффективного теплоотвода. В-четвертых, срок службы твердотельного реле значительно уменьшается при работе с импульсным напряжением.
Еще один недостаток связан в наличием в ТР тока утечки. Из-за этого при использовании ТР для управления осветительными системами может наблюдаться мерцание светодиодов.
Твердотельные реле классифицируются по ряду параметров: количество фаз, способ переключения в процессе работы, вариант монтажа, входное напряжение, допустимое рабочее напряжение, ток, выходное напряжение, тип тока (постоянный, переменный), падение напряжения, условия эксплуатации. Еще один критерий для разделения ТР на группы – тип управляющего сигнала.
В зависимости от количества фаз различают одно- и трехфазные ТР. Управление ТР может осуществляться переменным или постоянным напряжением.
Наиболее широко применяют твердотельные реле постоянного тока с управляющим напряжением от 3 до 32 В. Также достаточно популярными являются ТР с аналоговым управляющим сигналом. ТР позволяют регулировать мощность подключенных электроприборов на основе фазового управления. Простой пример – бытовой диммер для контроля системы освещения.
Компания Ruichi предлагает однофазные и трехфазные твердотельные реле различных типов, основные характеристики которых приведены в табл. 1. Внешний вид твердотельного реле марки Ruichi представлен на рис. 1.
Для твердотельных реле Ruichi принята следующая маркировка в зависимости от фазности ТР: TTR – для трехфазных; SSR – для однофазных. Буква «H» в обозначении твердотельного реле указывает на то, что его можно использовать в цепях с высоким напряжением.
Информация о типе управления твердотельным реле указывается в самом конце маркировки:
- LA – аналоговый сигнал управления, контроль осуществляется в диапазоне от 4 до 20 мА, фазовое управление;
- VA – установлен переменный резистор от 470 до 560 кОм (2 Вт), фазовое управление;
- ZD – контроль в диапазоне от 10 до 30 В DC;
- ZD3 – контроль в диапазоне от 3 до 32 В DC;
- ZA2 – контроль в диапазоне от 70 до 280 В AC;
- DA – управление сигналом постоянного тока;
- DD3 – контроль осуществляется сигналом в диапазоне от 3 до 32 В;
- AA – управление осуществляется переменным током (напряжение 220 В).
В табл. 2 приведена информация о модельном ряде ТР от Ruichi.
По конструкции самым простым вариантом является твердотельное реле, управляемое постоянным током, с выходом переменного напряжения (типа DC-AC). В нем предусмотрена коммутация в процессе перехода через ноль (рис. 2, 3).
Контактная пара 3–4 представляет собой вход для управляющего сигнала, который взаимодействует с коммутируемым напряжением путем создания гальванической развязки с помощью оптрона. Блок контроля перехода через ноль отслеживает фазы напряжения в цепи. Когда напряжение переходит через ноль осуществляется коммутация цепи, благодаря чему уменьшаются выбросы тока при включении и отключении нагрузки.
Данный тип ТР может эффективно использоваться для контроля различных нагрузок в электрической цепи. Однако их не применяют для управления высокоиндуктивными нагрузками. Этот метод обеспечивает высокую эффективность и не создает помех.
В ТР, управляемых переменным током, с выходом переменного напряжения (AC-AC) на входе предусмотрен диодный мост (рис. 4).
В ТР, управляемых постоянным током, с выходом постоянного напряжения (DC-DC) вместо симистора используется транзистор (рис. 5).
Компания Ruichi предлагает также более сложные универсальные ТР на базе нескольких транзисторов, которые подходят для работы как с переменным, так и постоянным током.
В ТР, работающих на основе фазового метода управления, предусмотрена возможность изменять мощность выходного напряжения путем подачи на вход аналогового сигнала.
Возможно управление током или напряжением, а также использование на входе переменного резистора. Силовой элемент в ТР данного типа – тиристор. Однако, подобный тип управления имеет серьезный недостаток – создание помех в электрической сети. Для их подавления устанавливается сетевой фильтр, который оснащают синфазным дросселем.
При эксплуатации твердотельных реле для управления большой нагрузкой следует предусмотреть эффективное охлаждение путем установки радиаторов с кулером. Для всех ТР производства Ruichi в технической документации указана информация о подходящем типе кулера. ●
Отзывы читателей
