Принцип работы твердотельного реле

Твердотельным реле (ТТР) или SolidState Relay (англ.) называют новое поколение реле, аналогичных твердотельным реле по функции, но отличающихся технологией. Твердотельными такие реле называют ввиду отсутствия в конструкции подвижных элементов. Вместо контактной группы применяется электронный ключ на полупроводниковых элементах, выполняющих коммутацию цепи. Для таких ключей используются транзисторы высокий мощности (для коммутации цепей постоянного тока), тиристоры или симисторы (для коммутации цепей переменного тока). Отсутствие контактной группы полностью исключает возможность возникновения искры в момент коммутации, благодаря чему, твердотельные реле можно использовать во взрыво- и пожароопасных средах и помещениях. Возможно изготовление твердотельных реле в однофазном и трехфазном исполнении для применения в сетях переменного и постоянного тока. На рисунке 1 представлено маломощное ТТР для коммутации в цепях переменного тока напряжением до 240 В и силой тока до 2,5 А. На рисунках 2 и 3 изображены ТТР для коммутации в цепях переменного тока однофазной нагрузки до 40 А и трехфазной нагрузки до 60 А. Оперативное управление (питание) ТТР может осуществляться как переменным, так и постоянным током. Наличие в конструкции полупроводниковых элементов, для которых важно соблюдение допустимой рабочей температуры, предполагает размещение ТТР с номинальным током до 10 А и больше на радиаторах с целью отвода тепла.

Устройство и принцип работы твердотельного реле

Внутри блока ТТР находится электронная плата, на которой расположен управляющий элемент, развязка и силовой ключ. Управляющий элемент представляет собой схему стабилизации напряжения и тока для светоизлучающего элемента. В развязке применяется оптоэлектронное устройство, например, оптрон — элемент, состоящий из светоизлучающего элемента и приемника, отделенных друг от друга прозрачным диэлектрическим материалом. Классификацию ТТР проводят относительно метода управления переключением:

• С коммутацией перехода через ноль
• Мгновенного включения
• С фазовым управлением

Использование какого-либо типа управления определяется на стадии подбора ТТР в каждом конкретном случае. Многообразие типоразмеров и рабочих напряжений ТТР, а также индивидуальные преимущества каждого метода управления, позволяют подобрать подходящее реле для любых целей. На рисунке представлен принцип работы реле с симисторным ключом. Принцип действия ТТР основан на взаимодействии двух сигналов — гальванически развязанных управляющего и управляемого. Такое взаимодействие происходит в оптоэлектронном устройстве — оптроне, опто- или фототиристоре. Свечение светодиода под действием управляющего напряжения воздействует на фотодиод, после чего возникает ток управления симистором с последующей коммутацией рабочего тока подключенной нагрузки. Среди достоинств твердотельных реле моно выделить следующие:

• Отсутствие электромагнитных помех при коммутации цепей
• Отсутствие переходных процессов при коммутации цепей
• Быстродействие
• Отсутствие дребезга контактов и шума
• Практический не исчерпаемый коммутационный ресурс
• Возможность использования во взрыво- и пожароопасной среде
• Низкое энергопотребление по сравнению с электромагнитным реле
• Надежная развязка между входными и коммутируемыми цепями
• Компактная и герметичная конструкция, защищенная от загрязнений и устойчивая к вибрации и ударным нагрузкам
• Небольшие габариты

• Дороговизна
• Чувствительность к предельно допустимому току коммутации
• Чувствительность к перегреву

Последний пункт компенсируется установкой ТТР на радиатор с применением хорошей термопасты. В итоге, твердотельное реле имеет гораздо больше преимуществ, нежели недостатков и является востребованным и технически продвинутым решением. Никогда не стоит забывать, в первую очередь важно соблюдение требований электробезопасности, а электромонтажные работы должны проводиться только квалифицированным подготовленным персоналом с соблюдением всех мер безопасности. Приобрести твердотельное реле можно в интернет-магазине «Промышленная Автоматизация».

Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.