Электромагнитные реле постоянного и переменного тока

Электромеханические элементы (наряду с электромагнитными) являются наиболее старыми электрическими элементами автоматики. Тем не менее, видоизменяясь и совершенствуясь, они успешно конкурируют с относительно новыми магнитными элементами.

Основой рассматриваемых элементов является электромагнит — наиболее простой преобразователь электрического сигнала в механическое усилие и перемещение. Входной электрический сигнал подается, в обмотку электромагнита, который притягивает подвижную часть, называемую якорем.

По роду тока в обмотке различают электромагниты постоянного и переменного тока. Электромагниты постоянного тока подразделяют на нейтральные и поляризованные. Нейтральные притягивают якорь при любой полярности тока в обмотке. В поляризованных электромагнитах направление усилия, действующего на якорь, изменяется при изменении полярности тока в обмотке.

По конструктивномуисполнению различают электромагниты с якорем клапанного типа, с втяжным и с поворотным якорем.

Часто электромагниты являются приводными (тяговыми) и служат дляперемещения таких исполнительных устройств как клапаны заслонки, золотники, рули, цифро и буквопечатающие устройства и т. п. Однако наибольшее распространение получили электромагниты, снабженные контактной системой, электромагнитные

Твердотельные реле

Твердотельные реле (SSR – Solid State Relays) – это современный класс полупроводниковых устройств, которые созданы по инновационной гибридной технологии. В начале 21-го века они успешно заменили собой устаревшие электромагнитные реле и контакторы, которые утратили свою актуальность из-за громоздкости и малой энергоемкости.

Твердотельные реле работают в цепях переменного или постоянного тока. Ключевыми элементами в цепях постоянного тока являются IGBT транзисторы, а в цепях переменного тока симисторы. Входными сигналами могут быть сигналы переменного и постоянного тока. Цепи управления и исполнительные имеют оптронную развязку.

Твердотельные реле необходимы для переключения силовых цепей под управлением слаботочного входного сигнала. Обычно силовой ключ управляется слаботочным сигналом управления через оптронную гальваническую развязку.

Силовыми элементами выступают полупроводниковые приборы. Это тиристоры (симисторы) для переменного тока и IGBT транзисторы для постоянного тока.

· Классификация SSR:

· Реле постоянного или переменного тока.

· Реле одно- и трехфазные.

Существуют реле с фазовой регулировкой (изменение угла открытия тиристора) и устройства с коммутацией при переходе тока через ноль.

По типу корпуса однофазные твердотельные реле бывают как стандартными, так и в модульном корпусе.

В трехфазном SSR может быть функция изменения чередования фаз (реверсивное реле или реверсивный пускатель).

Преимущества

Главный плюс твердотельных реле в том, что это устройство при своей компактности эффективно заменяет устаревшие энергоемкие и громоздкие контроллеры и электромагнитные реле. Если детально разобраться в отличиях, то можно выделить такие преимущества:

Использование твердотельных реле в системах управления и контроля температурного режима позволяет более точно, чем обычный контроллер, поддерживать заданную температуру.

В отличие от механического реле для SSR характерно высокое быстродействие.

· При работе отсутствует акустический шум.

· Нет дребезжания и искрения, если сравнивать с механическими реле.

· Энергопотребление у твердотельных реле намного меньше, чем у электромагнитного устройства.

· Качественная изоляция друг от друга коммутирующих и управляющих цепей.

· Конструкция SSR компактна и устойчива к ударам и вибрации.

· Длительный срок службы и высокая надежность.

Как правильно выбрать твердотельные реле

Чтобы новое устройство прослужило долго, при выборе необходимо учесть ток и коммутируемое напряжение. Они должны быть больше максимально допустимого для данной нагрузки с запасом.

В этом разделе представлены твердотельные реле Импульс (Impuls). Если остановить свой выбор на этом устройстве, рекомендуется оставлять запас по току нагрузки:

При резистивной нагрузке – не менее 30—40% от максимально допустимого значения тока.

При индуктивной нагрузке нужно учесть пусковой ток данной нагрузки. Минимальный запас может составлять несколько сотен процентов.

Тепловой режим так же является одним из важных условий для надежной работы твердотельных реле. Необходимо устанавливать устройства на охлаждающие радиаторы. При этом нужно использовать теплопроводящую пасту. В отдельных случаях может понадобиться установка вентиляторов принудительного охлаждения.

Внимание! Перегрев реле грозит выходом устройства из строя!

Пример Твердотельные реле постоянного тока 5П20Л0П1-25-0,6-В2.

Рис. 2.1.  Схема твердотельного реле постоянного тока

Твердотельные реле переменного тока могут быть однофазные и трехфазные.

Пример твердотельного трехфазного реле переменного тока

 Рис.2.2.  Схема твердотельного трехфазного реле переменного тока.