Твърдотелни релета: видове, практическо приложение, схеми на свързване

Транзистор Дарлингтън

При много тежки натоварвания през товара може да протича ток до няколко ампера.
Ако товарът е много голям, токът през него може да достигне няколко ампера. За транзистори с висока мощност коефициентът $\beta$ може да бъде
може да се окаже недостатъчен. (Особено, както можете да видите в таблицата, за мощни транзистори
(Както можете да видите в таблицата, при мощните транзистори коефициентът $\beta$ вече е малък.)

В този случай може да се използва каскада от два транзистора. Първият
Първият транзистор управлява тока, който отваря втория транзистор. Този
се нарича верига на Дарлингтън.

В тази схема коефициентите $\beta$ на двата транзистора се умножават, което
позволява да се постигне много високо съотношение на предаване на тока.

За да се увеличи скоростта на изключване на транзисторите, е възможно всеки от тях да се свърже
емитер и база с резистор.

Резисторите трябва да са достатъчно големи, за да не влияят на тока
база - излъчвател. Типичните стойности са 5...10kΩ за напрежения от 5...12V.

Дарлингтоновите транзистори се предлагат като отделно устройство. Примери за
Тези транзистори са изброени в таблицата по-долу.

Модел	$\beta$	$\max\ I_{k}$	$\max\ V_{ke}$
KT829B	750	8 А	60 В
BDX54C	750	8 А	100 В

В противен случай работата на превключвателя остава същата.

Драйвер за транзистор с полеви ефект

Ако все още искате да свържете товара към n-канален транзистор
между дренажа и земята има решение. Можете да използвате готов
чип - водачът на горната част на ръката. Нагоре, защото транзисторът
в горната част.

Съществуват и драйвери, които се използват едновременно за горната и долната част на ръката (напр,
IR2151), за да изградите пуш-пул верига, но за просто превключване на товар
не се изисква. Това е необходимо, ако товарът не може да бъде оставен
Товарът не може да бъде оставен да виси във въздуха и трябва да бъде изтеглен на земята.

Нека разгледаме схемата на драйвера на горното рамо, като използваме за пример IR2117.

Схемата не е много сложна, а използването на драйвер позволява да се
за най-ефективно използване на транзистора.

Защита от постояннотоков шум

Разделено захранване

Един от най-добрите начини за защита от постояннотокови смущения е захранването на електрическите и логическите вериги да се извършва от отделни захранващи устройства: добро нискошумово захранване за микроконтролера и модулите/сензорите и отделно захранване. Понякога автономните устройства имат отделна батерия за логическото захранване и отделно захранване с голяма мощност за силовата част, тъй като стабилността и надеждността са важни.

Вериги за гасене на искри с постоянен ток

Когато контактите в захранващата верига на индуктивен товар се отворят, възниква индуктивен скок, който рязко повишава напрежението във веригата до степен, при която между контактите на релето или превключвателя може да възникне електрическа дъга (искра). Дъгата не е добра - тя изгаря металните частици на контактите, така че те се износват и в крайна сметка стават неизползваеми. Също така подобен скок във веригата предизвиква електромагнитно пренапрежение, което може да причини сериозни смущения в електронното устройство и да доведе до неизправности или дори до срив! Най-опасното е, че индуктивният товар може да бъде самият проводник: вероятно сте виждали обикновен ключ за осветление да искри в стаята. Електрическата крушка не е индуктивен товар, но проводникът, който води към нея, е индуктивен.

За да се предпази от индуктивно излъчване в постояннотокова верига, успоредно на товара и възможно най-близо до него се инсталира обикновен диод. Диодът просто ще прекъсне изхода и това е всичко:

Където VD е защитният диод, U1 е превключвателят (транзистор, реле), а R и L представляват схематично индуктивния товар.

Диодът ТРЯБВА да се използва при управление на индуктивен товар (електродвигател, електромагнит, клапан, соленоид, бобина на реле) с транзистор, т.е. по този начин:

Когато се управлява ШИМ сигнал, се препоръчва да се използват бързи диоди (напр. серия 1N49xx) или диоди на Шотки (напр. серия 1N58xx), като максималният ток на диода трябва да бъде по-голям или равен на максималния ток на товара.

Филтри

Ако захранващата секция се захранва от същия източник като микроконтролера, смущенията в захранването са неизбежни. Най-простият начин за защита на MC от такъв шум е да се използват кондензатори в захранването възможно най-близо до MC: електролит 6,3 V 470 uF (µF) и керамика 0,1-1 µF, които ще изгладят кратките провисвания на напрежението. Между другото, електролитът с нисък ESR ще се справи с тази задача възможно най-добре.

LC филтърът, състоящ се от индуктор и кондензатор, е още по-добър при филтрирането на шума. Индукторът трябва да е с номинална стойност около 100-300 µH и с ток на насищане, по-голям от тока на товара след филтъра. Кондензаторът е електролитен с капацитет 100-1000 uF, в зависимост от консумацията на ток на товара след филтъра. Свързани по този начин, колкото по-близо до товара, толкова по-добре:

Можете да прочетете повече за изчисляването на филтъра тук.

Класификация на полупроводниковите релета

Тъй като областите на приложение на релетата са многобройни и разнообразни, дизайнът на едно реле може да варира в широки граници в зависимост от нуждите на конкретната верига за автоматизация. Твърдотелните релета се класифицират според броя на свързаните фази, вида на работния ток, конструктивните им характеристики и вида на управляващата верига.

Според броя на свързаните фази

Полупроводниковите релета се използват както в битовата, така и в промишлената автоматизация с работно напрежение 380 V.

Поради това тези полупроводникови устройства, в зависимост от броя на фазите, се разделят на:

• еднофазен;
• трифазен.

Еднофазните RTD позволяват токове от 10-100 или 100-500A. Те се управляват с помощта на аналогов сигнал.

При трифазните релета е препоръчително да се свържат проводниците в различни цветове, за да могат да се свържат правилно при монтажа на оборудването.

Трифазните полупроводникови релета могат да пренасят токове в диапазона 10-120 А. Тяхната конструкция включва реверсивен принцип на работа, който осигурява надеждно регулиране на няколко електрически вериги едновременно.

Трифазните токоизправители често се използват за задвижване на асинхронни двигатели. Поради високите пускови токове във веригата за управление на двигателя са включени високоскоростни предпазители.

По тип работен ток

Полупроводниковите релета не могат да се настройват или препрограмират, така че те могат да работят нормално само в определен диапазон от електрически параметри на мрежата.

В зависимост от нуждите RTD могат да се управляват чрез електрически вериги с два вида ток:

• DC;
• AC.

По подобен начин RTD могат да бъдат класифицирани в зависимост от вида на активното напрежение на товара. Повечето релета в домакинските уреди работят с параметри на променлив ток.

Постоянният ток не се използва като основен източник на електроенергия в нито една страна по света, така че приложенията на този тип релета са ограничени.

Устройствата, работещи с постоянен ток, са изключително надеждни и използват за регулиране напрежение от 3 до 32 V. Те могат да издържат на широк диапазон от температури (-30...+70°C), без да променят значително характеристиките си.

Релетата с променлив ток имат управляващо напрежение от 3-32 V или 70-280 V. Те се характеризират с ниски нива на електромагнитни смущения и висока скорост на реакция.

По проект

Полупроводниковите релета често се монтират в обикновена битова електрическа кутия, така че много модели имат гнездо за монтаж на DIN-шина.

Освен това между RTD и монтажната повърхност са разположени специални радиатори. Те позволяват охлаждане на устройството при високи натоварвания, като същевременно запазват неговата производителност.

Релето обикновено се закрепва към DIN-шина с помощта на скоба за монтаж на DIN-шина, която има и допълнителната функция да отвежда излишната топлина, генерирана по време на работа.

Препоръчително е между релето и радиатора да се нанесе термопаста, за да се увеличи контактната площ и разсейването на топлината. Съществуват и RTD, които са предназначени за закрепване към стена с обикновени винтове.

По вид на веригата за управление

Принципът на действие на регулируемото реле не винаги изисква то да работи мигновено.

Поради това производителите са разработили няколко схеми за управление на RTD, които се използват в различни приложения:

1. Контрол през нулата. Този тип полупроводниково управление на релето работи само при стойност на напрежението 0. То се използва в устройства с капацитивни, резистивни (нагреватели) и слабоиндуктивни (трансформатори) товари.
2. Моментно. Използва се, ако релето трябва да сработи внезапно при подаване на управляващ сигнал.
3. Фаза. Той се използва за управление на изходното напрежение чрез промяна на параметрите на управляващия ток. Той се използва за плавно регулиране на степента на отопление или осветление.

Твърдотелните релета се различават по много други, по-малко важни параметри.

Ето защо е важно при закупуването на RTD да се разбере схемата на свързваното оборудване, за да се получи най-подходящото контролно устройство за него.

Задължително е да се осигури резервна мощност, тъй като животът на релетата бързо се изчерпва при често претоварване.

Наименование и видове

Релето за следене на тока е устройство, което реагира на внезапни промени в стойността на входящия електрически ток и, ако е необходимо, изключва електрозахранването на определен потребител или на цялата електрозахранваща система. Той се основава на принципа на сравняване на външни електрически сигнали и реагира незабавно, ако те не съответстват на работните параметри на устройството. Той се използва за задвижване на генератор, помпа, двигател на автомобил, металорежещи машини, домакински уреди и др.

Съществуват такива видове уреди за постоянен и променлив ток:

1. Междинно ниво;
2. Защитен;
3. Измерване;
4. Налягане;
5. Време.

Междинното устройство или релето за свръхток (RTM, PST 11M, PC-80M, REO-401) се използва за отваряне или затваряне на вериги в определена електрическа мрежа при достигане на определена стойност на тока. Най-често се използва в апартаменти или къщи за повишаване на защитата на домашното оборудване срещу пренапрежение и токови удари.

Принципът на действие на термичното или предпазното устройство се основава на контрола на температурата на контакта на даден уред. Той се използва за защита на уредите от прегряване. Например, ако ютията прегрее, такъв сензор автоматично ще изключи захранването и ще го включи отново, след като уредът изстине.

Статичното или измервателното реле (SIR) помага за затваряне на контактите на веригата при наличие на определено количество електрически ток. Основната му цел е да сравнява наличните параметри на мрежата с необходимите и да реагира бързо на промените в тях.

Превключвателят за налягане (RPI-15, 20, RPZ-1M, FQS-U, FLU и др.) е необходим за управление на течности (вода, масло, масло), въздух и др. Използва се за изключване на помпа или друго оборудване при достигане на зададено налягане. Често се използва във водоснабдителни системи и автосервизи.

Релетата със закъснител (производители EPL, Danfoss, както и модели PTB) са необходими за управление и забавяне на реакцията на определени устройства при откриване на изтичане на ток или други неизправности в мрежата. Такива устройства за релейна защита се използват както в битови, така и в промишлени приложения. Те предотвратяват преждевременното иницииране на повреда, задействането на RCD (известни още като диференциални релета) и прекъсвачи. Схемата им на монтаж често се комбинира с принципа на включване на предпазни устройства и дифузори в мрежата.

Освен това съществуват електромагнитни релета за напрежение и ток, механични релета, полупроводникови релета и др.

Полупроводниковото реле е еднофазно устройство за превключване на големи токове (от 250 А), което осигурява галванична защита и изолация на електрически вериги. В повечето случаи това е електронно оборудване, предназначено да реагира бързо и точно на проблеми в мрежата. Друго предимство е, че такова токово реле може да се изработи ръчно.

По своята конструкция релетата се разделят на механични и електромагнитни, а сега, както беше споменато по-горе, и на електронни. Механичното реле може да се използва при различни условия на работа, не изисква сложна схема, издръжливо е и надеждно. Но в същото време тя не е достатъчно прецизна. Затова днес се използват предимно по-модерни електронни аналози.

Основни видове релета и тяхното предназначение

Производителите конфигурират съвременните превключващи устройства така, че задействането да става само при определени условия, напр. увеличаване на количеството ток, протичащо към входните клеми на CHP. По-долу ще разгледаме накратко основните видове соленоиди и тяхното предназначение.

Електромагнитни релета

Електромагнитното реле е електромеханично превключващо устройство, което се основава на действието на магнитното поле, създадено от тока в статичната намотка върху котвата. Този тип CG се разделят на електромагнитни (неутрални) устройства, които реагират само на стойността на тока, подаван към намотката, и поляризирани устройства, чието действие зависи както от стойността на тока, така и от полярността.

Принцип на действие на електромагнитен соленоид

Електромагнитните релета, използвани в индустриални приложения, са в междинна позиция между устройствата за силен ток (магнитни стартери, контактори и др.) и устройствата за слаб ток. Най-често се използва във вериги за управление.

Реле за променлив ток

Наименованието показва, че този тип реле се задейства, когато към намотката се подаде променлив ток с определена честота. Това комутационно устройство за променливи токове се състои от тиристор, изправителни диоди и управляващи вериги със или без фазово управление. Релета за променлив ток могат да бъдат изработени като модули, базирани на трансформаторна или оптична изолация. Тези релета за променлив ток се използват в мрежи за променлив ток с максимално напрежение 1,6 kV и среден ток на натоварване до 320 A.

Междинно реле 220 V

Понякога работата на електрическата мрежа и уредите не е възможна без използването на междинно реле за 220 V. Обикновено този тип релета се използват, когато е необходимо да се отварят или разтварят различно ориентирани контакти в една верига. Например, ако се използва осветително тяло със сензор за движение, единият проводник е свързан към сензора, а другият - към захранването на осветителното тяло.

Релетата за променлив ток намират широко приложение в промишленото оборудване и домакинските уреди.

Работи по следния начин:

1. токът се подава към първото превключващо устройство;
2. от контактите на първия променливотоков превключвател токът преминава към следващото реле, което има по-високи характеристики от предишното и може да обработва токове с високи стойности.

От година на година релетата стават все по-ефективни и компактни

Функциите на миниатюрното реле за променливо напрежение 220 V са изключително разнообразни и се използват като спомагателно устройство в най-различни приложения. Този тип CHP се използва при повреда на главното реле или когато има голям брой контролирани мрежи, които вече не могат да бъдат обслужвани от главното устройство.

Междинното превключващо устройство се използва в промишлено и медицинско оборудване, транспорт, хладилно оборудване, телевизори и други домакински уреди.

Релета за постоянен ток

Релетата за постоянен ток се разделят на неутрални и поляризирани. Разликата между тях е, че поляризираните релета за постоянен ток са чувствителни към полярността на приложеното напрежение. Арматурата на комутационното устройство променя посоката си на движение в зависимост от полярността на захранващото напрежение. Неутралните електромагнитни релета за постоянен ток са независими от полярността на напрежението.

Електромагнитните релета за постоянен ток се използват главно, когато не е възможно да се свържат към променливотоковата мрежа.

Автомобилно реле с четири извода

Недостатъците на соленоидите за постоянен ток включват нуждата от захранване и по-високата цена в сравнение със соленоидите за променлив ток.

Това видео показва електрическата схема и обяснява как работи релето с 4 контакта:

Гледайте този видеоклип в YouTube

Електронно реле

Електронно реле за управление в електрическа схема

След като разбрахме какво представлява токовото реле, нека разгледаме електронния тип на това устройство. Конструкцията и действието на електронните релета са почти същите като тези на електромеханичните CG. Електронното устройство обаче използва полупроводников диод, за да изпълнява необходимите функции. В съвременните превозни средства повечето функции на релетата и превключвателите се изпълняват от електронни блокове за управление на релетата и понастоящем не е възможно те да бъдат напълно премахнати. Например, електронното реле позволява да се следи потреблението на енергия, да се контролира напрежението на клемите на акумулатора, да се управлява системата за осветление и т.н.

Принцип на твърдотелното реле

Фигура 3. Схема на работа с полупроводниково реле. В изключено положение, когато на входа се наблюдава 0 V, полупроводниковото реле предотвратява протичането на ток през товара. Във включено положение на входа има напрежение, а през товара протича ток.

Основни елементи на регулирана входна верига за променлив ток.

1. Токовият регулатор поддържа тока на постоянна стойност.
2. За преобразуване на променливия сигнал в постоянен се използват полупериоден мост и кондензатори на входа на устройството.
3. Вграден е оптрон, подава се захранващо напрежение и входният ток преминава през оптрона.
4. Схемата за задействане се използва за управление на светлинното излъчване на вградения оптрон, като при прекъсване на входния сигнал токът ще спре да тече през изхода.
5. Резистори, подредени последователно във веригата.

В полупроводниковите релета се използват два често срещани типа оптрони - симисторът и транзисторът.

Предимствата на симистора са включването на тригерна верига и защитата му от смущения. Недостатъците са високата цена и необходимостта от голям ток на входа на устройството, за да се превключи изходът.

Фигура 4. Схема на реле с триак.

Тиристор - не се нуждае от голяма стойност на тока, за да превключи изхода. Недостатъкът е, че тригерната верига не е изолирана и следователно има повече елементи, а защитата срещу смущения е слаба.

Фигура 5. Схема на тиристорно реле.

Фигура 6. Вид и разположение на елементите в конструкцията на полупроводниковото реле с транзисторно управление.

Принцип на работа на SCR твърдотелно реле с полупериодно управление

Ако токът, протичащ през релето, е само в една посока, стойността на мощността ще бъде намалена с до 50%. За да се предотврати това явление, на изхода се използват два паралелно свързани SCR (катодът е свързан с анода на другия).

Фигура 7. Схематична схема на принципа на управление на полупериода на SCR

Видове превключване на полупроводникови релета

1. Контрол на превключващото действие, когато токът преминава през нула.

Фигура № 8. Превключване на релетата, когато токът премине нулата.

Използва се за резистивни товари в системи за управление и наблюдение на отоплителни уреди. Използвайте с ниски индуктивни и капацитивни товари.

1. Фазово управление на полупроводниково реле

Фигура 9. Схема на фазовия контрол.

Ключови данни за избор на полупроводникови релета

• Ток: натоварване, пусков ток, номинален ток.
• Вид на товара: индуктивност, капацитет или съпротивление.
• Тип напрежение на веригата: променлив или постоянен ток.
• Вид на управляващия сигнал.

Препоръки за избор на реле и съображения за работа

Текущото натоварване и неговият характер са основният фактор за избор. Релето трябва да бъде избрано с отчитане на тока, което включва отчитане на пусковия ток (то трябва да може да издържи 10 пъти по-голям ток и 10 ms претоварване). За работа с нагревател номиналният ток надвишава номиналния ток на товара с поне 40%. За работа с електрически двигатели се препоръчва резервният ток да бъде поне 10 пъти по-голям от номиналния ток.

Примерни примери за избор на реле за свръхток

1. Натоварване с активна мощност, напр. TEC - 30-40% резерв.
2. Индукционен двигател, 10 пъти по-голям резерв на тока.
3. Осветление с нажежаема жичка - 12 пъти повече от текущия резерв.
4. Електромагнитни релета, бобини - от 4 до 10 пъти резерв.

Фиг. №10. Примери за избор на реле за товари с активен ток.

Електронният компонент в електрическите вериги, като например полупроводниковото реле, се превръща в задължителен интерфейс в съвременните вериги и осигурява надеждна електрическа изолация между всички участващи вериги.

Чувствайте се свободни да добавяте коментари или допълнения към статията, може би съм пропуснал нещо. Моля, разгледайте картата на сайта ми, ще се радвам, ако намерите нещо друго на сайта ми, което може да ви бъде полезно.

Съвети за избор

Поради електрическите загуби в силовите полупроводникови елементи полупроводниковите релета се нагряват при превключване на товари. Това ограничава размера на тока, който може да се превключва. Температура от 40 градуса по Целзий не влошава работата на устройството. Загряването над 60°C обаче значително намалява допустимия ток на превключване. В този случай релето може да премине в неконтролирана работа и да откаже.

Поради тази причина се налага използването на радиатори, когато релетата се експлоатират продължително време при номинални условия, и особено при "тежки" условия (непрекъснати токове над 5 А). За по-високи товари, например "индуктивни" товари (соленоиди, електромагнити и др.), е препоръчително да се избират устройства с 2-4 пъти по-висок токов резерв, а в случай на управление на асинхронен двигател е необходим 6-10 пъти по-висок токов резерв.

При повечето видове товари включването на релето е съпроводено с токов удар с различна продължителност и амплитуда, чиято големина трябва да се вземе предвид при избора:

• Чисто активните товари (нагреватели) дават най-малките възможни скокове на тока, които практически се елиминират при използване на релета с превключване "0";
• Лампите с нажежаема жичка и халогенните лампи, когато са включени, имат ток 7...12 пъти по-голям от номиналния ток;
• Флуоресцентните лампи предизвикват краткосрочни скокове на тока от 5...10 пъти номиналния ток през първите секунди (до 10 s);
• живачните лампи дават тройни токови претоварвания през първите 3-5 минути..;
• Намотките на електромагнитното реле за променлив ток: ток 3...10 пъти по-голям от номиналния ток за 1-2 периода;
• соленоидни намотки: ток 10...20 пъти по-голям от номиналния ток за 0,05 - 0,1 s
• електродвигатели: ток 5...10 пъти по-голям от номиналния ток за 0,2 - 0,5 s
• високоиндуктивни товари с наситени сърцевини (трансформатори без товар) при превключване във фаза на нулево напрежение: ток 20...40 пъти номиналния ток за 0,05 - 0,2 s;
• Капацитивни товари при превключване на фаза близо до 90°: ток 20...40 пъти по-голям от номиналния ток за време от десетки микросекунди до десетки милисекунди.

Ще бъде интересно Как да използвате фотоелектрично реле за улица осветление?

Способността да издържа на токови претоварвания се характеризира със стойността на "тока на пренапрежение". Това е амплитудата на единичен импулс с определена продължителност (обикновено 10 ms). За постояннотоковите релета тази стойност обикновено е 2 до 3 пъти по-голяма от стойността на максимално допустимия постоянен ток, а за тиристорните релета това съотношение е около 10. За токови претоварвания с произволна продължителност може да се приеме емпирична зависимост: увеличаването на продължителността на претоварването с един порядък намалява допустимата амплитуда на тока. Изчисляването на максималното натоварване е показано в таблицата по-долу.

Таблица за изчисляване на максималното натоварване за полупроводниково реле.

Изборът на номиналния ток за конкретен товар трябва да бъде баланс между запас над номиналния ток на релето и въвеждането на допълнителни мерки за намаляване на пусковите токове (токоограничаващи резистори, реактори и др.).

За да се повиши устойчивостта на импулсен шум, успоредно на превключващите контакти се поставя външна верига, състояща се от последователно свързани резистор и капацитет (RC верига). За да се увеличи защитата от пренапрежение от страна на товара, към всяка фаза на полупроводниковото реле трябва да се свържат паралелно варистори.

Схема на свързване на полупроводниковото реле.

При превключване на индуктивен товар използването на варистори е задължително. Изборът на необходимия номинален варистор зависи от захранващото напрежение на товара и се изчислява по формулата: U варистор = (1.6...1.9)xUload.

Видът на варистора се определя въз основа на специфичните експлоатационни характеристики на устройството. Най-популярните домашни варистори са серийни: СН2-1, СН2-2, ВР-1, ВР-2. Полупроводниковото реле осигурява добра галванична изолация на входните и изходните вериги, както и на тоководещите вериги от компонентите на устройството, така че не са необходими допълнителни мерки за изолиране на веригите.

Твърдотелно реле със собствените си ръце

Части и тяло

• F1 е 100 mA предпазител.
• S1 - Всеки превключвател с ниска консумация на енергия.
• C1 - Кондензатор 0,063 uF 630 V.
• C2 - 10 - 100 uF 25 V.
• C3 - 2,7 nF 50 V.
• C4 - 0,047 uF 630 V.
• R1 - 470 kOhm 0,25 V.
• R2 - 100 ома 0,25 вата.
• R3 - 330 ома 0,5 вата.
• R4 - 470 ома 2 вата.
• R5 - 47 ома 5 вата.
• R6 - 470 ома 0,25 вата.
• R7 - варистор TVR12471 или подобен.
• R8 - натоварване.
• D1 - всеки диоден мост за напрежение не по-малко от 600 V или сглобен от четири отделни диода, например 1N4007.
• D2 е стабилитрон с напрежение 6,2 волта.
• D3 е диод 1N4007.
• T1 е симистор BT138-800.
• LED1 е всеки сигнален светодиод.

Съвременното електротехническо и електронно инженерство все повече се отказва от механичните компоненти, които са големи и подлежат на бързо износване. Една от областите, в които това е най-очевидно, са електромагнитните релета. Всеки знае, че дори най-скъпото реле с платинени контакти рано или късно ще се повреди. А щракванията при превключване могат да бъдат досадни. Ето защо промишлеността започна активно да произвежда специални полупроводникови релета.

Такива полупроводникови релета могат да се използват почти навсякъде, но в момента те все още са много скъпи. Ето защо е разумно да си сглобите сами. Особено техните схеми са прости и ясни. Полупроводниковото реле работи като стандартно механично реле - можете да използвате ниско напрежение, за да превключите по-високо напрежение.

Докато на входа (от лявата страна на веригата) няма постоянно напрежение, фототранзисторът TIL111 е отворен. За да се повиши защитата срещу фалшиви положителни резултати, базата на TIL111 се подава към емитера чрез 1М резистор. Базата на транзистора BC547B ще има висок потенциал и по този начин ще остане отворена. Колекторът къса управляващия електрод на тиристора TIC106M до минус и той остава в затворено положение. През диодния мост на токоизправителя не протича ток и товарът е изключен.

При определено входно напрежение, например 5 волта, диодът в TIL111 светва и активира фототранзистора. Транзисторът BC547B се затваря, а тиристорът се отваря. Това води до достатъчно голям пад на напрежение през резистора от 330 ома за да превключите симистора TIC226 в положение за включване. Падът на напрежение върху симистора е само няколко волта в този момент, така че почти цялото променливо напрежение преминава през товара.

Симисторът е импулсно защитен чрез кондензатор 100 nF и резистор 47 ома. Добавен е полеви транзистор BF256A, за да може полупроводниковото реле да превключва стабилно при различни управляващи напрежения. Той действа като източник на ток. За защита на веригата в случай на неправилна полярност е монтиран диод 1N4148. Тази схема може да се използва в различни приложения с мощност до 1,5 kW, стига да монтирате тиристора към голям радиатор.

Как работи стартерното реле

Въпреки големия брой патентовани продукти от различни производители, схемите и принципите на работа на стартерните релета са почти идентични. Ако разбирате принципа им на действие, можете сами да откриете и отстраните повредата.

Схема на електрическата верига и свързване към компресора

Релейната електрическа схема има два входа от захранването и три изхода към компресора. Един вход (обикновено нула) преминава направо през него.

Другият вход (условно фаза) в устройството е разделен на две:

• Първата отива директно към работната намотка;
• Вторият преминава през изолиращи контакти към стартовата намотка.

Ако релето няма място за сядане, е важно да не се допусне грешка при подреждането на контактите при свързването към компресора. Общоприетите в интернет методи за определяне на типа на намотката чрез измерване на съпротивлението обикновено не са правилни, тъй като при някои двигатели съпротивлението на стартерната и работната намотка е едно и също.

Електрическата схема на стартерното реле може да бъде леко променена в зависимост от производителя. На илюстрацията е показана електрическата схема за това устройство в хладилника Orsk.

Затова е необходимо да намерите документация или да разглобите компресора на хладилника, за да разберете разпределението на пиновете.

Това може да се направи и ако в близост до изходите има символни идентификатори:

• "S" - начало на навиването;
• "R" - работна намотка;
• "C" - общ изход.

Релетата се различават по начина, по който се монтират на рамката на хладилника или на компресора. Освен това те имат различни токови характеристики, така че при замяната им трябва да се избере напълно идентично устройство, за предпочитане от същия модел.

Затваряне на контактите с помощта на индукционна бобина

Електромагнитното стартерно реле работи на принципа на затваряне на контакт за пренасяне на ток през намотката на стартера. Соленоидната намотка, която е свързана последователно с основната намотка на двигателя, е основният работен елемент на устройството.

При стартиране на компресора, когато роторът е статичен, през соленоида протича голям пусков ток. Това генерира магнитно поле, което движи сърцевината (котвата) с монтирана върху нея проводяща шина, която затваря контакта на намотката на стартера. Роторът започва да се ускорява.

С увеличаване на скоростта на ротора токът, протичащ през намотката, намалява, което води до намаляване на напрежението на магнитното поле. Компенсиращата пружина или гравитацията карат ядрото да се върне в първоначалното си положение и контактът се отваря.

Върху капака на релето с индукционна бобина има стрелка нагоре, която указва правилното положение на устройството в пространството. Ако тя е разположена по друг начин, контактите няма да се отворят от тежестта.

Двигателят на компресора продължава да работи в режим на поддръжка на ротора, като пропуска ток през работната намотка. Следващият път релето ще се задейства едва след като роторът спре.

Управление на тока с позистор

Релетата на съвременните хладилници често използват позистор - вид термичен резистор. Съществува температурен диапазон за това устройство, под който то провежда ток с незначително съпротивление, а над който съпротивлението рязко се увеличава и веригата се отваря.

В пусковото реле позисторът е интегриран във веригата, водеща към пусковата намотка. Съпротивлението на този елемент е пренебрежимо малко при стайна температура, така че токът протича безпрепятствено при стартиране на компресора.

Поради съпротивлението си позисторът постепенно се нагрява и отваря веригата, когато достигне определена температура. Той се охлажда само след изключване на компресора и се активира отново, когато двигателят се включи отново.

Позисторът има формата на нисък цилиндър, поради което професионалните електротехници често го наричат "пелетка".

Твърдотелно реле за смяна на фазите

Въпреки че полупроводниковите релета могат да извършват директно превключване на товара при нулево пресичане, те могат да изпълняват и много по-сложни функции, като използват цифрови логически схеми, микропроцесори и модули памет. Друго отлично приложение на полупроводниковите релета е в устройствата за димиране на лампи, независимо дали става въпрос за дома, за шоу или за концерт.

Полупроводниковите релета с ненулево включване (моментално включване) се включват веднага след подаване на входния управляващ сигнал, за разлика от SSR с нулево пресичане по-горе, и изчакват следващата точка на нулево пресичане на синусоидалната вълна на променливия ток. Това превключване на случаен огън се използва в резистивни устройства, като например димери за лампи, и в устройства, при които товарът трябва да се прилага само за малка част от цикъла на променливия ток.

Какви са специалните функции?

При разработването на полупроводниковите релета са премахнати искрообразуването или искрите по време на процеса на отваряне/затваряне на контактната група. В резултат на това експлоатационният живот на устройството е няколко пъти по-дълъг. За сравнение, най-добрите стандартни (контактни) продукти са проектирани да издържат до 500 000 цикъла на превключване. Въпросните RTD нямат такива ограничения.

Цената на полупроводниковите релета е по-висока, но едно просто изчисление показва, че те са изгодни. Това се дължи на следните фактори - икономия на енергия, дълъг живот (надеждност) и наличие на чип контрол.

Изборът е достатъчно голям, за да отговаря на поставената задача и на текущите разходи. Предлагат се малки устройства за инсталиране в домашни вериги, както и мощни устройства, използвани за управление на двигатели.

Както вече беше споменато, ТТД се различават по вида на превключваното напрежение - те могат да бъдат предназначени за постоянен или променлив ток I. Това трябва да се вземе предвид при избора.

По-долу е представен списък с най-важните характеристики на полупроводниковите системи за окабеляване.

Особеностите на твърдотелните модели включват чувствителността на устройството към токовете на натоварване. Ако този параметър превиши допустимата норма 2-3 пъти или повече, продуктът ще се развали.

За да се избегне подобен проблем по време на работа, е важно да се подходи внимателно към процеса на инсталиране и да се инсталират защитни устройства в ключовата верига. Важно е също така да се използват ключове с работни токове, които са два до три пъти по-високи от капацитета на токопренасяне.

Но това не е всичко.

Освен това е важно да се отдаде предпочитание на превключватели с работен ток два или три пъти по-голям от капацитета на токопренасяне. Но има и нещо повече.

За допълнителна защита във веригата трябва да се поставят предпазители или прекъсвачи (клас "В").