Подобрать твердотельное реле

Твердотельное реле – устройство, обеспечивающее надежную коммутацию мощных электрических цепей с высокими токами. Такие реле могут коммутировать как однофазные, так и трёхфазные цепи с различным видом нагрузки.

Действие реле основано на работе полупроводниковых элементов, с помощью которых обеспечивается бесконтактное срабатывание. Это делает его работу более быстрой, при этом показатель наработки на отказ самого реле является очень высокой – более миллиарда срабатываний. За счет бесконтактного переключения и отсутствия искрения, полупроводниковые реле тока можно применять в местах с высокой вероятностью пожаров и взрывов. Стоит отметить, что полупроводниковое реле при работе имеет малое энергопотребление.

Модельный ряд твердотельных реле

Модельный ряд представлен следующими сериями твердотельных реле:

Серия	Число коммутируемых фаз	Управляющий сигнал	Напряжение нагрузки	Управление
Autonics SR	1, 3 фазы	4…30 В DC 4…24 В DC 24В AC 90…240 В AC 4…20 мА	24…240 В AC 48…480 В AC 90…240 В AC 100…240 В AC	В зависимости от модели: Переключение при пересечении нуля; Мгновенное переключение; Фазовое управление
Fotek SSR	1 фаза	3…32 В DC 4…20 мА 4…32В DС 80…250 В AC	5…60 В DC 24…380 В AC 90…250 В AC 90…480 В AC 250…480 В AC	В зависимости от модели: Переключение при пересечении нуля, Мгновенное переключение, Фазовое управление
Fotek TSR	3 фазы	80…250 В AC 4…32 В DC	24…380 В AC 90…250 В AC 90…480 В AC	Переключение при пересечении нуля

Возможности применения твердотельных реле

Так как цена твердотельного реле обычно выше, чем у электромеханического, то и применяют его в задачах, с которыми не справляется обычное реле. Например, это задачи, где требуется частая коммутация цепей с большим током. При использовании электромеханического реле его контакты от частой коммутации большого тока нагреваются и обугливаются, и устройство придётся менять.

Полупродниковые реле тока отлично подойдут для следующих задач:

Схемы управления нагревательными элементами – где требуются частые коммутации для точного регулирования температуры;
Как регуляторы мощности тока (например, серии SSR и SR с входным сигналом 4…20 мА);
Управление электрическими двигателями, которые имеют частые и недолгие срабатывания, при этом необходимо обеспечить 6-10 кратный запас по току для реле и использовать радиатор охлаждения или вентилятор;
Автоматизация производственных станков – исполнительные устройства на различных станках могут срабатывать по 10-20 тысяч раз, следовательно, их необходимо коммутировать;
Использование в датчиках движения, освещения.

Назначение ТТР: решаемые задачи

Главной задачей, которую решают твёрдотельные реле, является коммутация электрических цепей. Реле могут коммутировать различные типы нагрузки:

Индуктивная нагрузка – трансформаторы, сварочное оборудование и т.п. Для данного типа нагрузки рекомендуется использовать методы управления при переходе через ноль, фазовый и мгновенное переключение;
Резистивная нагрузка – ТЭНы. Для данного типа нагрузки рекомендуется использовать фазовый метод управления, переключение при пересечении нуля и мгновенное переключение;
Емкостная нагрузка – конденсаторные батареи и т.п. Для данного типа нагрузки рекомендуется использовать метод управления при переходе через ноль;

Преимущества использования твердотельных реле

Полупроводниковые реле имеют ряд преимуществ перед электромеханическими. Перечислим их:

Небольшие габариты – займут в шкафу немного места;
Нет шума и вибрации при работе – важно при установке реле в местах, где работают люди, например, операторские;
Быстрое срабатывание реле;
Долговечность и надежность – за счет отсутствия механических узлов;
Контактная группа не окисляется и не изменяет своего сопротивления в течение срока эксплуатации;
При переключении не происходит скачков напряжения;
Нечувствительность к внешним магнитным полям, вибрации и пыли;
Отличная изоляция между входом и выходом;
Малое потребление электроэнергии;
При коммутации не происходит искрения, что расширяет зону применения данных реле;
Число коммутации за время эксплуатации реле может достигать 10⁹ раз.

Возможные недостатки

Для правильной эксплуатации твердотельных реле следует знать возможные недостатки, которые могут проявляться во время работы:

При работе может происходить нагрев устройства – это возникает при коммутации высоких токов, для этого все реле оснащаются радиаторами охлаждения;
В закрытом виде имеется ток утечки;
При работе с реле постоянного тока требуется соблюдать полярность;
При пробое силового ключа возможно перекрытие контактов на входе;
Для ограничения скорости нарастания напряжения необходимо устанавливать RC-цепочку (в случае её отсутствия), для цепей переменного тока – варистор, для цепей постоянного тока – TVS-диод;
Реле необходимо защищать от токовой перегрузки со стороны нагрузки. Для этого используются специальные быстродействующие плавкие предохранители.

Принцип работы твердотельного реле

Работа твердотельного реле заключается в коммутации электрической цепи. Такие реле имеют клеммы для управления и клеммы для коммутации управляемой цепи. При подаче необходимого напряжения или другого сигнала, необходимого для используемого реле, выходная цепь замкнется.

В отличие от электромеханического реле, где все коммутационные операции происходят с помощью электромагнита и механических контактов, в твердотельном реле эти функции выполняют полупроводниковые элементы. Для реле переменного тока этими устройствами являются тиристоры или симисторы, а для постоянного тока транзистор.

Управление реле происходит с помощью специального элемента – оптрона. За счет его использования появляется гальваническая развязка. Управляющее напряжение питает светодиод, который начинает светиться. Его свечение приводит в действие фотодиод, ток которого включает полупроводниковый элемент (тиристор, транзистор и т.п.), который коммутирует нагрузку.

По типу переключения можно выделить следующие типы реле:

С коммутацией перехода через ноль – при подаче напряжения на вход, коммутация происходит, когда значение синусоиды достигнет нуля:

Мгновенное включение – при появлении управляющего напряжения, коммутация произойдет мгновенно:

Фазовое управление – меняя сопротивление, меняется мощность на нагрузке:

Как получить подробную информацию?

Для того чтобы купить бесконтактное полупроводниковое реле или получить более подробную информацию, вы можете обратиться к нашим специалистам. Их консультация поможет вам в выборе необходимого для решения задачи твердотельного реле.