Каталог товаров

Обратная связь

Получить информацию о наличии товара вы можете у наших менеджеров, позвонив по телефону Также вы можете написать нам

Твердотельные реле: подробное описание устройства

Твердотельное реле (ТТР) – полупроводниковое устройство, применяемое для создания контакта между низковольтными и высоковольтными цепями, является современной альтернативой традиционным пускателям и контакторам. Применяется в бытовой технике, промавтоматике, автомобильной электронике. Эти устройства могут иметь разные конструкции и схемы подключения, рассчитанные на применение в определенной группе приборов. В отличие от электромеханических аналогов электронные коммутаторы не имеют трущихся частей, а их основными узлами являются: симисторы, тиристоры, транзисторы.

Структура

В схему твердотельного реле входят:

  • Вход – первичная цепь, основные функции которой – прием и передача сигнала устройству, коммутирующему нагрузку.
  • Триггерная цепь – может быть отдельным элементом или входить в устройство оптической развязки твердотельного реле.
  • Оптическая развязка – изолирует входную и выходную цепи переменного тока. Конструкция опторазвязки определяет тип электронного коммутатора и принцип его действия.
  • Переключающая цепь – служит для передачи напряжения на нагрузку.
  • Цепь защиты – может быть внутренней или наружной, предотвращает появление нештатных режимов и ошибок.

Принцип работы твердотельных реле

Основная задача, решаемая применением твердотельных реле, – руководство автоматикой в сетях с напряжением 12-480 В, коммутация приборов с индуктивной нагрузкой. Рядовое исполнение коммутатора подразумевает наличие двух контактов обслуживаемой сети и двух управляющих проводов. При увеличении количества фаз число контактов и управляющих проводов увеличивается.

Замыкание и размыкание контактов, при которых подается или прекращается подача напряжения на нагрузку, осуществляются при участии активатора твердотельного реле. Его функции выполняют:

  • в устройствах на переменном токе – полупроводники тиристоры или симисторы;
  • в потребителях постоянного тока – транзисторы.

Если в электромеханическом реле при отключении контакты находятся в полностью разомкнутом состоянии, то в твердотельном коммутаторе отсутствие тока в цепи обеспечивают полупроводниковые приборы. При высоких напряжениях они могут давать токи «утечки», снижающие эффективность работы потребителей.

Характеристики твердотельных реле

Эти полупроводниковые устройства имеют комплекс преимуществ, обеспечивающий популярность их применения в современной электронике и автоматике:

  • малое энергопотребление – на 90% меньше, по сравнению с электромагнитными реле;
  • компактные габариты, обеспечивающие удобную транспортировку и монтаж;
  • конструкция, устойчивая к механическим воздействиям;
  • высокое быстродействие, благодаря которому устройство выгодно отличается от электромеханических коммутаторов;
  • бесшумность;
  • длительный рабочий период, отсутствие потребности в проведении периодического техобслуживания;
  • включение цепи без электромагнитных помех;
  • обеспечение надежной изоляции между входными и коммутационными цепями;
  • совместимость с большинством компонентов логических интегральных схем без использования усилителей сигнала, буферов, драйверов.

Основными недостатками этого прибора являются: высокая цена, необходимость использования радиаторов охлаждения и дорогостоящих предохранителей, вероятность появления оттоков «утечки» в отключенном состоянии.

Основные области применения

Твердотельные реле эффективны при необходимости коммутации индуктивной нагрузки. Они применяются:

  • в системах, регулирующих температуру при помощи ТЭНа;
  • для обеспечения постоянного термического режима техпроцесса;
  • для коммутирования управляющих цепей;
  • в цепях изменения скорости вращения электродвигателя;
  • для контроля нагрева, обеспечения нормальных рабочих режимов трансформаторов и других приборов;
  • в осветительных цепях для регулирования уровня освещения – на концертах, дискотеках, шоу.

Эти полупроводниковые устройства могут использоваться как в бытовых приборах, так и в промавтоматике, для функционирования которой требуется трехфазное напряжение.

Разновидности твердотельных реле

Эти полупроводниковые устройства разделяются по типу нагрузки на одно- и трехфазные. Однофазные твердотельные реле работают с токами 10-120 А, 100-500 А, фазовое управление осуществляется аналоговыми сигналами. С помощью трехфазных твердотельных реле управляют током сразу на трех фазах. Рабочий интервал тока – 10-120 А. Разновидностью трехфазных моделей являются коммутаторы реверсивного типа. Их отличия: бесконтактная коммутация и особая маркировка. Эти устройства эффективно соединяют и разъединяют каждую цепь по отдельности. Защитные компоненты предотвращают ложные срабатывания. Трехфазные устройства имеют более длительный эксплуатационный период, по сравнению с однофазными.

По характеру контролируемого и коммутируемого напряжения различают твердотельные реле:

  • Постоянного тока. Надежны, изготавливаются со световой индикацией, имеют широкий диапазон рабочих температур: от -30°C до +70°C.
  • Переменного тока. Для таких полупроводниковых устройств характерны: бесшумность работы, малый уровень электромагнитных помех, высокое быстродействие, энергосберегающие характеристики.
  • С ручным руководством. В этих моделях режим работы можно настраивать самостоятельно.

Классификация твердотельных реле по способу коммутации:

  • устройства для обеспечения мгновенного срабатывания;
  • модели для коммутации слабоиндуктивных, редуктивных, емкостных нагрузок;
  • с наличием управления по фазам – используются для осветительных приборов и нагревательных элементов.

Разновидности по конструкции:

  • разработанные для монтажа на DIN-рейки;
  • универсальные, монтируются на переходные линейки.

Какие параметры важны при выборе твердотельных реле?

Эти полупроводниковые устройства приобретают в соответствии с запланированной областью применения. При покупке учитывают:

  • мощность – запас мощности должен превышать величину, необходимую для обслуживания определенного оборудования, в несколько раз, если модель используется для запуска асинхронного двигателя, то запас должен составлять 6-10 раз;
  • материал изготовления корпуса, его соответствие условиям, в которых будет эксплуатироваться устройство;
  • габариты корпуса;
  • тип крепежных элементов;
  • моментальное или постепенное быстродействие;
  • наличие дополнительных эксплуатационных возможностей;
  • энергопотребление;
  • бренд.

Виды предохранителей для твердотельных реле

Для сохранения работоспособности этих устройств их используют в комплексе с различными типами предохранителей, различающихся между собой по эксплуатационным характеристикам. Эти устройства стоят достаточно дорого, их цена сопоставима со стоимостью самого реле. Однако такие затраты оправдываются надежностью работы приборов.

  • g R – быстро реагируют, работают в широком диапазоне мощностей.
  • g S – пригодны для полного интервала токов.
  • a R – эффективны для защиты от коротких замыканий.

Меньшим защитным диапазоном обладают предохранители классов B, С, D, но и стоят они гораздо дешевле, по сравнению с перечисленными выше аналогами.

Особенности подключения твердотельного реле

Включить прибор в общую цепь можно самостоятельно. Монтаж облегчает отсутствие пайки. Прибор подсоединяют винтовыми крепежными элементами.

При проведении монтажных работ необходимо:

  • избегать попадания металлических предметов, загрязнений, пыли;
  • не прилагать механические воздействия на корпус;
  • размещать устройство вдали от легковоспламеняющихся предметов;
  • перед пуском устройства в работу проверить правильность подключений.
  • Внимание! Во время эксплуатации нельзя прикасаться к корпусу устройства во избежание ожогов. При нагреве модели во время работы до температуры, превышающей +60°C, рекомендуется устанавливать ее на радиатор охлаждения. В основном высокий нагрев происходит при частых включениях электронного коммутатора.

    Возможные схемы подключения твердотельных реле

    Существует множество вариантов подключения твердотельного реле, конкретный способ выбирается, в зависимости от характеристик подключаемой нагрузки. Наиболее простые и распространенные схемы:

  • Нормально открытая. Нагрузка находится под напряжением в присутствии сигнала управления.
  • Нормально закрытая. Нагрузка находится под напряжением при отсутствии управляющего сигнала.
  • Схемы подключения контактов трехфазных твердотельных реле – «звезда» без нейтрали и с нейтралью, «треугольник».
  • Примеры обозначения твердотельных реле на схеме

    Схема твердотельного реле

    Видеообзор


    Возврат к списку

    X
    Заказать обратный звонок Ваше имя: Телефон: Дата: Время звонка: Комментарий:
    Ваша заявка отправлена!