Rơ le trạng thái rắn: các loại, ứng dụng thực tế, sơ đồ đấu dây

Bóng bán dẫn Darlington

Nếu tải rất mạnh, thì dòng điện qua nó có thể đạt tới
một số amps. Đối với bóng bán dẫn công suất cao, hệ số $ \ beta $ có thể
không đủ. (Hơn nữa, như có thể thấy từ bảng, cho
bóng bán dẫn, nó đã nhỏ.)

Trong trường hợp này, bạn có thể sử dụng một chuỗi hai bóng bán dẫn. Người đầu tiên
bóng bán dẫn điều khiển dòng điện, bóng bán dẫn này bật bóng bán dẫn thứ hai. Như là
mạch chuyển đổi được gọi là mạch Darlington.

Trong mạch này, hệ số $ \ beta $ của hai bóng bán dẫn được nhân lên,
cho phép bạn nhận được hệ số chuyển dòng rất cao.

Để tăng tốc độ tắt của bóng bán dẫn, bạn có thể kết nối từng
bộ phát và điện trở cơ sở.

Điện trở phải đủ lớn để không ảnh hưởng đến dòng điện
đế - phát. Giá trị điển hình là 5… 10 kΩ cho điện áp 5… 12 V.

Bóng bán dẫn Darlington có sẵn như một thiết bị riêng biệt. Các ví dụ
các bóng bán dẫn như vậy được hiển thị trong bảng.

Người mẫu	$ \ beta $	$ \ max \ I_ {k} $	$ \ max \ V_ {ke} $
KT829V	750	8 A	60 V
BDX54C	750	8 A	100 V

Nếu không, hoạt động của phím vẫn như cũ.

Trình điều khiển FET

Nếu bạn vẫn cần kết nối tải với bóng bán dẫn kênh n
giữa cống và mặt đất, sau đó có một giải pháp. Bạn có thể sử dụng sẵn sàng
vi mạch - trình điều khiển của vai trên. hàng đầu - vì bóng bán dẫn
ở trên.

Các trình điều khiển của vai trên và vai dưới cũng được tạo ra (ví dụ:
IR2151) để xây dựng một mạch đẩy kéo, nhưng để chuyển đổi đơn giản
tải không cần thiết. Điều này là cần thiết nếu không thể để tải
"treo trên không", nhưng bắt buộc phải kéo nó xuống đất.

Hãy xem xét mạch trình điều khiển bên cao sử dụng IR2117 làm ví dụ.

Mạch không phức tạp lắm và việc sử dụng trình điều khiển cho phép tối đa
sử dụng hiệu quả bóng bán dẫn.

Bảo vệ nhiễu DC

Thức ăn riêng

Một trong những cách tốt nhất để bảo vệ khỏi nhiễu nguồn là cấp nguồn cho các bộ phận nguồn và logic từ các bộ nguồn riêng biệt: bộ nguồn có độ ồn thấp tốt cho bộ vi điều khiển và mô-đun / cảm biến và bộ nguồn riêng biệt cho bộ phận nguồn. Trong các thiết bị độc lập, đôi khi họ đặt một pin riêng để cấp nguồn cho logic, và một pin mạnh riêng biệt cho phần nguồn, bởi vì sự ổn định và độ tin cậy của hoạt động là rất quan trọng.

Mạch DC triệt tiêu tia lửa

Khi các tiếp điểm mở trong mạch cung cấp điện của tải cảm ứng, một dòng điện cảm ứng xảy ra, làm tăng mạnh điện áp trong mạch đến mức hồ quang điện (tia lửa) có thể trượt giữa các tiếp điểm của rơle hoặc công tắc. Không có gì tốt trong hồ quang - nó đốt cháy các phần tử kim loại của các điểm tiếp xúc, do đó chúng bị mòn và không sử dụng được theo thời gian. Ngoài ra, một bước nhảy như vậy trong mạch gây ra xung điện từ, có thể gây nhiễu mạnh cho thiết bị điện tử và dẫn đến trục trặc hoặc thậm chí là hỏng! Điều nguy hiểm nhất là bản thân dây dẫn có thể là một tải cảm ứng: bạn có thể đã thấy cách một công tắc đèn bình thường trong phòng phát ra tia lửa điện. Bóng đèn không phải là một tải cảm mà dây dẫn đến nó có cảm kháng.

Để bảo vệ chống lại dòng điện tự cảm ứng EMF trong mạch DC, một diode thông thường được sử dụng, lắp đặt trong tải chống song song và càng gần nó càng tốt. Diode sẽ chỉ đơn giản là làm ngắn mạch phát xạ cho chính nó, và thế là xong:

Trong đó VD là một diode bảo vệ, U1 là một công tắc (bóng bán dẫn, rơ le), và R và L đại diện cho một tải điện cảm.

Đi-ốt LUÔN phải được lắp đặt khi điều khiển tải cảm ứng (động cơ điện, điện từ, van, nam châm điện, cuộn dây rơle) bằng bóng bán dẫn, nghĩa là, như sau:

Khi điều khiển tín hiệu PWM, nên lắp điốt tốc độ cao (ví dụ: dòng 1N49xx) hoặc điốt Schottky (ví dụ: dòng 1N58xx), dòng điện điốt tối đa phải lớn hơn hoặc bằng dòng tải tối đa.

Bộ lọc

Nếu phần nguồn được cấp điện từ cùng một nguồn với bộ vi điều khiển, thì nhiễu nguồn điện là không thể tránh khỏi. Cách dễ nhất để bảo vệ MK khỏi bị nhiễu như vậy là cung cấp các tụ điện càng gần MK càng tốt: chất điện phân 6,3V 470 uF (uF) và gốm ở 0,1-1 uF, chúng sẽ làm giảm điện áp ngắn. Nhân tiện, một chất điện phân có ESR thấp sẽ đối phó với nhiệm vụ này một cách hiệu quả nhất có thể.

Thậm chí tốt hơn, một bộ lọc LC, bao gồm một cuộn cảm và một tụ điện, sẽ đối phó với khả năng lọc nhiễu. Điện cảm phải được lấy với định mức trong vùng 100-300 μH và có dòng điện bão hòa lớn hơn dòng tải sau bộ lọc. Tụ điện là chất điện phân có công suất 100-1000 uF, lại phụ thuộc vào dòng tiêu thụ của tải sau bộ lọc. Kết nối như thế này, càng gần tải - càng tốt:

Bạn có thể đọc thêm về tính toán bộ lọc tại đây.

Phân loại rơ le trạng thái rắn

Các ứng dụng rơ le rất đa dạng, do đó, các tính năng thiết kế của chúng có thể khác nhau rất nhiều, tùy thuộc vào nhu cầu của một mạch tự động cụ thể. TTR được phân loại theo số pha được kết nối, loại dòng điện hoạt động, tính năng thiết kế và loại mạch điều khiển.

Theo số lượng các pha được kết nối

Rơ le trạng thái rắn được sử dụng cả trong các thiết bị gia dụng và tự động hóa công nghiệp với điện áp hoạt động là 380 V.

Do đó, các thiết bị bán dẫn này, tùy thuộc vào số lượng pha, được chia thành:

• một pha;
• ba pha.

SSR một pha cho phép bạn làm việc với dòng điện 10-100 hoặc 100-500 A.Chúng được điều khiển bởi một tín hiệu tương tự.

Nên nối các dây có màu sắc khác nhau vào rơ le ba pha để có thể đấu nối chính xác khi lắp đặt thiết bị

Rơle trạng thái rắn ba pha có khả năng cho dòng điện đi qua trong phạm vi 10-120 A. Thiết bị của chúng giả định nguyên tắc hoạt động thuận nghịch, đảm bảo độ tin cậy của việc điều chỉnh một số mạch điện cùng một lúc.

Thông thường, SSR ba pha được sử dụng để cấp nguồn cho động cơ cảm ứng. Cầu chì nhanh nhất thiết phải có trong mạch điều khiển của nó do dòng khởi động cao.

Theo loại hoạt động hiện tại

Rơle trạng thái rắn không thể được cấu hình hoặc lập trình lại, vì vậy chúng chỉ có thể hoạt động bình thường trong một phạm vi nhất định của các thông số điện mạng.

Tùy thuộc vào nhu cầu, SSR có thể được điều khiển bằng mạch điện với hai loại dòng điện:

• dài hạn;
• biến.

Tương tự, có thể phân loại TTR và theo loại điện áp của tải hoạt động. Hầu hết các rơ le trong các thiết bị gia dụng hoạt động với các thông số thay đổi.

Dòng điện một chiều không được sử dụng làm nguồn điện chính ở bất kỳ quốc gia nào trên thế giới nên rơle loại này có phạm vi hoạt động hẹp

Các thiết bị có dòng điện điều khiển không đổi được đặc trưng bởi độ tin cậy cao và sử dụng điện áp 3-32 V.

Rơle điều khiển bằng dòng điện xoay chiều có điện áp điều khiển 3-32 V hoặc 70-280 V. Chúng được đặc trưng bởi nhiễu điện từ thấp và tốc độ phản hồi cao.

Theo tính năng thiết kế

Rơ le trạng thái rắn thường được lắp đặt trong bảng điện chung của căn hộ, vì vậy nhiều mẫu có một khối lắp để gắn trên thanh ray DIN.

Ngoài ra, có các bộ tản nhiệt đặc biệt nằm giữa TSR và bề mặt hỗ trợ. Chúng cho phép bạn làm mát thiết bị ở mức tải cao mà vẫn duy trì hiệu suất của nó.

Rơ le được gắn trên thanh ray DIN chủ yếu thông qua một giá đỡ đặc biệt, cũng có một chức năng bổ sung - nó loại bỏ nhiệt dư thừa trong quá trình hoạt động của thiết bị

Giữa rơ le và bộ phận tản nhiệt nên bôi một lớp keo tản nhiệt, giúp tăng diện tích tiếp xúc và tăng khả năng truyền nhiệt. Ngoài ra còn có các TTR được thiết kế để gắn chặt vào tường bằng vít thông thường.

Theo loại sơ đồ kiểm soát

Nguyên tắc hoạt động của rơle điều chỉnh của công nghệ không phải lúc nào cũng đòi hỏi hoạt động tức thời của nó.

Do đó, các nhà sản xuất đã phát triển một số chương trình kiểm soát SSR được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau:

1. Kiểm soát bằng không. Tùy chọn này để điều khiển rơle trạng thái rắn chỉ hoạt động ở giá trị điện áp bằng 0. Nó được sử dụng trong các thiết bị có tải điện dung, điện trở (lò sưởi) và tải cảm ứng yếu (máy biến áp).
2. Lập tức. Nó được sử dụng khi cần khởi động rơle đột ngột khi có tín hiệu điều khiển.
3. Giai đoạn. Nó liên quan đến việc điều chỉnh điện áp đầu ra bằng cách thay đổi các thông số của dòng điện điều khiển. Nó được sử dụng để thay đổi mức độ sưởi ấm hoặc ánh sáng một cách mượt mà.

Các rơle trạng thái rắn cũng khác nhau về nhiều thông số khác, ít quan trọng hơn.

Do đó, khi mua TSR, điều quan trọng là phải hiểu sơ đồ hoạt động của thiết bị được kết nối để mua thiết bị điều chỉnh thích hợp nhất cho nó.

Phải cung cấp nguồn dự trữ vì rơ le có nguồn hoạt động nhanh chóng bị tiêu hao với tình trạng quá tải thường xuyên.

Mục đích và các loại

Rơ le điều khiển dòng điện là một thiết bị phản ứng với sự thay đổi đột ngột về cường độ của dòng điện đến và nếu cần thiết, ngắt nguồn điện cho một hộ tiêu dùng nhất định hoặc toàn bộ hệ thống cung cấp điện. Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên việc so sánh các tín hiệu điện bên ngoài và phản ứng tức thời nếu chúng không khớp với các thông số hoạt động của thiết bị. Nó được sử dụng để vận hành máy phát điện, máy bơm, động cơ ô tô, máy công cụ, thiết bị gia dụng và hơn thế nữa.

Có các loại thiết bị sử dụng dòng điện một chiều và xoay chiều:

1. Trung gian;
2. Bảo vệ;
3. Đo lường;
4. sức ép;
5. Thời gian.

Thiết bị trung gian hoặc rơ le dòng điện cực đại (RTM, RST 11M, RS-80M, REO-401) được sử dụng để mở hoặc đóng các mạch của một mạng điện nhất định khi đạt đến một giá trị dòng điện nhất định. Nó thường được sử dụng nhiều nhất trong các căn hộ hoặc nhà ở để tăng khả năng bảo vệ các thiết bị gia dụng khỏi sự gia tăng điện áp và dòng điện.

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị nhiệt hoặc bảo vệ dựa trên việc kiểm soát nhiệt độ của các tiếp điểm của một thiết bị nhất định. Nó được sử dụng để bảo vệ các thiết bị không bị quá nhiệt. Ví dụ, nếu bàn ủi quá nóng, thì cảm biến như vậy sẽ tự động tắt nguồn và bật lại sau khi thiết bị nguội đi.

Rơ le đo tĩnh hoặc rơ le đo (REV) giúp đóng các tiếp điểm của mạch điện khi xuất hiện một giá trị nào đó của dòng điện.Mục đích chính của nó là so sánh các thông số mạng có sẵn và các thông số cần thiết, cũng như nhanh chóng phản hồi các thay đổi của chúng.

Công tắc áp suất (RPI-15, 20, RPZH-1M, FQS-U, FLU và các loại khác) là cần thiết để kiểm soát chất lỏng (nước, dầu, nhớt), không khí, v.v. Nó được sử dụng để tắt máy bơm hoặc các thiết bị khác khi các chỉ số thiết lập là đạt áp suất. Thường được sử dụng trong hệ thống đường ống dẫn nước và tại các trạm dịch vụ ô tô.

Cần có rơle trễ thời gian (nhà sản xuất EPL, Danfoss, cũng là kiểu PTB) để điều khiển và làm chậm phản hồi của một số thiết bị khi phát hiện thấy rò rỉ dòng điện hoặc lỗi mạng khác. Các thiết bị bảo vệ rơ le như vậy được sử dụng cả trong cuộc sống hàng ngày và trong công nghiệp. Chúng ngăn chặn việc kích hoạt sớm chế độ khẩn cấp, hoạt động của RCD (nó cũng là một rơ le vi sai) và bộ ngắt mạch. Sơ đồ lắp đặt của chúng thường được kết hợp với nguyên tắc bao gồm thiết bị bảo vệ và bộ vi sai trong mạng.

Ngoài ra, còn có các rơ le điện áp và dòng điện điện từ, trạng thái cơ học, trạng thái rắn, v.v.

Rơ le trạng thái rắn là thiết bị một pha để chuyển đổi dòng điện cao (từ 250 A), cung cấp bảo vệ điện và cách ly mạch điện. Trong hầu hết các trường hợp, đây là thiết bị điện tử được thiết kế để phản hồi nhanh chóng và chính xác các sự cố mạng. Một ưu điểm khác là rơ le dòng điện như vậy có thể được làm bằng tay.

Theo thiết kế, rơ le được phân loại thành cơ học và điện từ, và bây giờ, như đã đề cập ở trên, thành loại điện tử.Cơ khí có thể được sử dụng trong các điều kiện làm việc khác nhau, nó không yêu cầu một mạch phức tạp để kết nối nó, nó bền và đáng tin cậy. Nhưng đồng thời, không đủ chính xác. Vì vậy, bây giờ các đối tác điện tử hiện đại hơn của nó được sử dụng chủ yếu.

Các loại rơ le chính và mục đích của chúng

Các nhà sản xuất cấu hình các thiết bị chuyển mạch hiện đại theo cách mà hoạt động chỉ xảy ra trong một số điều kiện nhất định, ví dụ, với sự gia tăng cường độ dòng điện được cung cấp cho các thiết bị đầu cuối đầu vào của KU. Dưới đây, chúng tôi sẽ xem xét ngắn gọn các loại solenoid chính và mục đích của chúng.

Rơ le điện từ

Rơ le điện từ là một thiết bị đóng cắt điện cơ, nguyên lý hoạt động dựa trên tác dụng của từ trường tạo bởi dòng điện trong cuộn dây tĩnh lên phần ứng. Loại KU này được chia thành các thiết bị điện từ thực sự (trung tính), chỉ đáp ứng với giá trị của dòng điện cung cấp cho cuộn dây và các thiết bị phân cực, hoạt động của chúng phụ thuộc cả vào giá trị dòng điện và cực tính.

Nguyên lý hoạt động của bộ điện từ

Rơle điện từ sử dụng trong thiết bị công nghiệp nằm ở vị trí trung gian giữa thiết bị dòng điện cao (bộ khởi động từ, công tắc tơ, v.v.) và thiết bị dòng điện thấp. Thông thường loại rơ le này được sử dụng trong các mạch điều khiển.

Rơ le AC

Hoạt động của loại rơ le này, như tên của nó, xảy ra khi một dòng điện xoay chiều có tần số nhất định được đưa vào cuộn dây. Thiết bị chuyển mạch xoay chiều có hoặc không có điều khiển pha không pha này là sự kết hợp của các thyristor, điốt chỉnh lưu và mạch điều khiển. Rơ le AC có thể được thực hiện dưới dạng mô-đun dựa trên máy biến áp hoặc cách ly quang học. Các KU này được sử dụng trong mạng xoay chiều có điện áp tối đa là 1,6 kV và dòng tải trung bình lên đến 320 A.

Rơ le trung gian 220 V

Đôi khi hoạt động của nguồn điện và thiết bị không thể thực hiện được nếu không sử dụng rơ le trung gian 220 V. Thông thường, một KU loại này được sử dụng nếu cần mở hoặc mở các tiếp điểm có hướng ngược lại của mạch điện. Ví dụ, nếu sử dụng thiết bị chiếu sáng có cảm biến chuyển động, thì một dây dẫn được kết nối với cảm biến và dây dẫn còn lại cung cấp điện cho đèn.

Rơ le AC được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị công nghiệp và đồ gia dụng

Nó hoạt động như thế này:

1. cung cấp dòng điện cho thiết bị chuyển mạch đầu tiên;
2. từ các tiếp điểm của KU đầu tiên, dòng điện chạy đến rơ le sau, có đặc tính cao hơn rơ le trước và có khả năng chịu dòng cao.

Rơle trở nên hiệu quả hơn và nhỏ gọn hơn mỗi năm.

Chức năng của rơ le xoay chiều loại nhỏ 220V rất đa dạng và được sử dụng rộng rãi như một thiết bị phụ trợ trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Loại KU này được sử dụng trong trường hợp rơ le chính không đáp ứng được nhiệm vụ của nó hoặc với một số lượng lớn các mạng được điều khiển không còn khả năng phục vụ thiết bị chính.

Thiết bị chuyển mạch trung gian được sử dụng trong các thiết bị công nghiệp và y tế, vận tải, thiết bị điện lạnh, tivi và các thiết bị gia dụng khác.

Rơ le DC

Rơle DC được chia thành trung tính và phân cực.Sự khác biệt giữa chúng là các tụ điện DC phân cực nhạy cảm với cực của điện áp đặt vào. Phần ứng của thiết bị đóng cắt đổi chiều chuyển động phụ thuộc vào các cực nguồn. Rơle điện từ DC trung tính không phụ thuộc vào cực của điện áp.

KU điện từ DC chủ yếu được sử dụng khi không có khả năng kết nối với nguồn điện AC.

Rơ le ô tô bốn chân

Những nhược điểm của các solenoid DC bao gồm nhu cầu cung cấp điện và chi phí cao hơn so với AC.

Video này minh họa sơ đồ đấu dây và giải thích cách hoạt động của rơ le 4 chân:

Xem video này trên YouTube

Rơ le điện tử

Rơ le điều khiển điện tử trong mạch thiết bị

Sau khi xử lý rơ le dòng điện là gì, hãy xem xét loại điện tử của thiết bị này. Thiết kế và nguyên lý hoạt động của rơ le điện tử thực tế giống như trong KU cơ điện. Tuy nhiên, để thực hiện các chức năng cần thiết trong một thiết bị điện tử, một diode bán dẫn được sử dụng. Trong các phương tiện hiện đại, hầu hết các chức năng của rơ le và công tắc được thực hiện bởi bộ điều khiển rơ le điện tử và hiện nay không thể bỏ hoàn toàn chúng. Vì vậy, ví dụ, một khối rơ le điện tử cho phép bạn kiểm soát mức tiêu thụ năng lượng, điện áp tại các cực của pin, điều khiển hệ thống chiếu sáng, v.v.

Nguyên lý làm việc của Rơle trạng thái rắn

Cơm. Số 3. Sơ đồ hoạt động bằng cách sử dụng rơle trạng thái rắn. Ở vị trí tắt, khi đầu vào là 0V, rơle trạng thái rắn ngăn dòng điện chạy qua tải.Ở vị trí bật, có điện áp ở đầu vào, dòng điện chạy qua tải.

Các phần tử chính của mạch đầu vào điện áp xoay chiều điều chỉnh được.

1. Bộ điều chỉnh hiện tại phục vụ để duy trì một giá trị dòng điện không đổi.
2. Một cầu toàn sóng và các tụ điện ở đầu vào thiết bị dùng để chuyển đổi tín hiệu AC thành DC.
3. Bộ ghép quang cách ly tích hợp, điện áp cung cấp được áp dụng cho nó và dòng điện đầu vào chạy qua nó.
4. Mạch kích hoạt được sử dụng để điều khiển sự phát sáng của optocoupler tích hợp, trong trường hợp tín hiệu đầu vào bị gián đoạn, dòng điện sẽ ngừng chạy qua đầu ra.
5. Các điện trở mắc nối tiếp trong một đoạn mạch.

Có hai loại tách quang phổ biến được sử dụng trong rơle trạng thái rắn - bảy lưu trữ và bóng bán dẫn.

Triac có những ưu điểm sau: bao gồm mạch kích hoạt trong bộ tách và khả năng chống nhiễu của nó. Những nhược điểm bao gồm chi phí cao và cần một lượng lớn dòng điện ở đầu vào thiết bị, điều này là cần thiết để chuyển đổi đầu ra.

Cơm. Số 4. Sơ đồ của một rơle với một bộ cường lực.

Thyristor - không cần một lượng lớn dòng điện để chuyển đổi đầu ra. Điểm bất lợi là mạch kích hoạt nằm ngoài vùng cách ly, có nghĩa là số lượng phần tử lớn hơn và khả năng bảo vệ chống nhiễu kém.

Cơm. Số 5. Sơ đồ của một rơle với một thyristor.

Cơm. Số 6. Sự xuất hiện và sắp xếp của các phần tử trong thiết kế của một rơle trạng thái rắn với điều khiển bóng bán dẫn.

Nguyên tắc hoạt động của rơle trạng thái rắn loại điều khiển nửa sóng SCR

Với dòng điện chạy qua rơ le chỉ theo một hướng, lượng điện năng giảm gần 50%.Để ngăn hiện tượng này, hai SCR được kết nối song song được sử dụng, đặt ở đầu ra (cực âm được nối với cực dương của cái kia).

Cơm. Số 7. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của điều khiển SCR nửa sóng

Chuyển đổi các loại rơle trạng thái rắn

1. Điều khiển các hành động chuyển mạch khi dòng điện đi qua không.

Cơm. Số 8. Rơ le chuyển mạch khi dòng điện đi qua bằng không.

Được sử dụng cho tải điện trở trong hệ thống điều khiển và giám sát các thiết bị gia nhiệt. Sử dụng trong tải nhẹ và tải điện dung.

1. Điều khiển pha Rơle trạng thái rắn

Hình số 9. Sơ đồ điều khiển pha.

Các chỉ báo chính để lựa chọn rơle trạng thái rắn

• Dòng điện: tải, khởi động, định mức.
• Loại tải: tải cảm, điện dung hoặc tải điện trở.
• Loại điện áp mạch: AC hoặc DC.
• Loại tín hiệu điều khiển.

Các khuyến nghị cho việc lựa chọn rơ le và các sắc thái hoạt động

Tải trọng hiện tại và bản chất của nó là yếu tố chính quyết định sự lựa chọn. Rơ le được chọn với biên độ dòng điện, bao gồm cả việc tính đến dòng khởi động (nó phải chịu được quá dòng gấp 10 lần và quá tải trong 10 ms). Khi làm việc với lò sưởi, dòng điện danh định vượt quá dòng tải danh định ít nhất 40%. Khi làm việc với động cơ điện, biên độ dòng điện được khuyến nghị phải lớn hơn giá trị danh nghĩa ít nhất 10 lần.

Các ví dụ chỉ định về lựa chọn rơle trong trường hợp quá dòng

1. Tải điện năng hoạt động, ví dụ, một bộ phận sưởi ấm - biên độ từ 30 - 40%.
2. Động cơ điện loại không đồng bộ, định mức gấp 10 lần dòng điện.
3. Chiếu sáng bằng đèn sợi đốt - biên độ gấp 12 lần.
4. Rơle điện từ, cuộn dây - từ 4 đến 10 lần dự trữ.

Cơm. Số 10. Các ví dụ về lựa chọn rơle với tải dòng điện hoạt động.

Một thành phần điện tử như vậy của mạch điện như một rơle trạng thái rắn đang trở thành một giao diện không thể thiếu trong các mạch điện hiện đại và cung cấp khả năng cách ly điện đáng tin cậy giữa tất cả các mạch điện liên quan.

Viết bình luận, bổ sung cho bài viết, có thể tôi đã bỏ sót điều gì đó. Hãy xem sơ đồ trang web, tôi sẽ rất vui nếu bạn tìm thấy thứ khác hữu ích trên trang web của tôi.

Hướng dẫn lựa chọn

Do tổn thất điện trong chất bán dẫn công suất, các rơle trạng thái rắn sẽ nóng lên khi chuyển tải. Điều này đặt ra một giới hạn về lượng dòng điện chuyển mạch. Nhiệt độ 40 độ C không làm suy giảm các thông số hoạt động của thiết bị. Tuy nhiên, gia nhiệt trên 60C làm giảm đáng kể giá trị cho phép của dòng điện chuyển mạch. Trong trường hợp này, rơle có thể chuyển sang chế độ hoạt động không kiểm soát được và bị lỗi.

Do đó, trong quá trình hoạt động lâu dài của rơle ở chế độ danh định, và đặc biệt là "nặng" (với việc đóng cắt dòng điện trên 5 A trong thời gian dài), cần phải sử dụng bộ tản nhiệt. Ở mức tải tăng lên, ví dụ, trong trường hợp tải có tính chất "cảm ứng" (solenoit, nam châm điện, v.v.), nên chọn các thiết bị có biên dòng lớn - 2-4 lần, và trong trường hợp điều khiển động cơ điện không đồng bộ, biên dòng điện từ 6-10 lần.

Khi làm việc với hầu hết các loại tải, việc đóng cắt rơ le đi kèm với dòng điện có thời gian và biên độ khác nhau, giá trị của nó phải được tính đến khi chọn:

• tải thuần túy hoạt động (máy sưởi) cung cấp mức tăng dòng điện thấp nhất có thể, thực tế được loại bỏ khi sử dụng rơ le chuyển sang "0";
• đèn sợi đốt, đèn halogen, khi bật sáng, cho dòng điện gấp 7 ... 12 lần so với danh định;
• bóng đèn huỳnh quang trong những giây đầu tiên (đến 10 giây) cho dòng điện trong thời gian ngắn tăng vọt, gấp 5 ... 10 lần dòng điện định mức;
• đèn thủy ngân cho quá tải gấp ba dòng điện trong 3-5 phút đầu tiên;
• cuộn dây của rơle điện từ của dòng điện xoay chiều: dòng điện gấp 3 ... 10 lần dòng điện định mức trong 1-2 kỳ;
• cuộn dây của solenoids: dòng điện gấp 10 ... 20 lần dòng điện danh định trong 0,05 - 0,1 s;
• động cơ điện: dòng điện gấp 5 ... 10 lần dòng điện định mức trong thời gian 0,2 - 0,5 s;
• tải cảm ứng cao với lõi bão hòa (máy biến áp chạy không tải) khi bật ở pha điện áp không: dòng điện gấp 20 ... 40 lần dòng định mức trong 0,05 - 0,2 s;
• Tải điện dung khi được bật ở pha gần 90 °: dòng điện gấp 20 ... 40 lần dòng điện danh định trong thời gian từ hàng chục micro giây đến hàng chục mili giây.

Sẽ rất thú vị khi nó được sử dụng như thế nào photorelay cho đường phố thắp sáng?

Khả năng chịu quá tải dòng điện được đặc trưng bởi độ lớn của "dòng xung kích". Đây là biên độ của một xung đơn trong khoảng thời gian nhất định (thường là 10 ms). Đối với rơ le DC, giá trị này thường cao hơn 2-3 lần so với dòng điện DC tối đa cho phép, đối với rơ le thyristor tỷ số này là khoảng 10. Đối với quá tải dòng điện trong thời gian tùy ý, người ta có thể tiến hành từ sự phụ thuộc theo kinh nghiệm: tăng thời gian quá tải bằng độ lớn thứ tự dẫn đến biên độ dòng điện cho phép giảm. Việc tính toán tải trọng lớn nhất được trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng tính toán tải lớn nhất cho rơle trạng thái rắn.

Việc lựa chọn dòng điện danh định cho một tải cụ thể phải theo tỷ lệ giữa biên của dòng điện danh định của rơle và việc đưa ra các biện pháp bổ sung để giảm dòng khởi động (điện trở hạn chế dòng, điện trở, v.v.).

Để tăng khả năng chống nhiễu xung của thiết bị, một mạch bên ngoài được đặt song song với các tiếp điểm chuyển mạch, bao gồm một điện trở và điện dung mắc nối tiếp (mạch RC). Để bảo vệ hoàn chỉnh hơn nguồn quá áp phía tải, cần phải kết nối song song các biến trở bảo vệ với từng pha của SSR.

Sơ đồ kết nối của một rơle trạng thái rắn.

Khi chuyển đổi tải cảm ứng, việc sử dụng các biến trở bảo vệ là bắt buộc. Việc lựa chọn giá trị yêu cầu của biến thể phụ thuộc vào điện áp cung cấp cho tải và được tính theo công thức: Uvaristor = (1.6 ... 1.9) x Uload.

Loại varistor được xác định dựa trên các đặc tính cụ thể của thiết bị. Các biến thể trong nước phổ biến nhất là sê-ri: CH2-1, CH2-2, VR-1, VR-2. Rơ le trạng thái rắn cung cấp khả năng cách ly điện tốt của các mạch đầu vào và đầu ra, cũng như các mạch mang dòng khỏi các phần tử cấu trúc của thiết bị, do đó không cần thêm các biện pháp cách ly mạch điện.

Tự làm rơ le trạng thái rắn

Chi tiết và nội dung

• Cầu chì F1 - 100 mA.
• S1 - bất kỳ công tắc nguồn thấp nào.
• C1 - tụ điện 0,063 uF 630 vôn.
• C2 - 10 - 100 uF 25 Vôn.
• C3 - 2,7 nF 50 Vôn.
• C4 - 0,047 uF 630 Vôn.
• R1 - 470 kOhm 0,25 Watt.
• R2 - 100 Ohm 0,25 Watt.
• R3 - 330 Ohm 0,5 Watt.
• R4 - 470 ohm 2 watt.
• R5 - 47 ohm 5 watt.
• R6 - 470 kOhm 0,25 Watt.
• R7 - Varistor TVR12471, hoặc tương tự.
• R8 - tải trọng.
• D1 - bất kỳ cầu điốt nào cho điện áp ít nhất là 600 vôn, hoặc được lắp ráp từ bốn điốt riêng biệt, ví dụ - 1N4007.
• D2 là một diode zener 6,2 volt.
• D3 - điốt 1N4007.
• T1 - triac VT138-800.
• LED1 - bất kỳ đèn LED tín hiệu nào.

Kỹ thuật điện và điện tử vô tuyến hiện đại ngày càng từ bỏ các thành phần cơ khí có kích thước đáng kể và bị mài mòn nhanh chóng. Một lĩnh vực mà điều này xuất hiện nhiều nhất là trong các rơ le điện từ. Mọi người đều nhận thức rõ rằng ngay cả rơ le đắt tiền nhất, với các tiếp điểm bằng bạch kim, sớm muộn cũng sẽ hỏng. Có, và những cú nhấp chuột khi chuyển đổi có thể gây khó chịu. Vì vậy, ngành công nghiệp đã thiết lập một sản xuất tích cực của các rơle trạng thái rắn đặc biệt.

Rơ le trạng thái rắn như vậy có thể được sử dụng ở hầu hết mọi nơi, nhưng chúng hiện vẫn rất đắt. Vì vậy, nó là hợp lý để thu thập nó cho mình. Hơn nữa, kế hoạch của họ rất đơn giản và dễ hiểu. Rơ le trạng thái rắn hoạt động giống như một rơ le cơ học tiêu chuẩn - bạn có thể sử dụng điện áp thấp để chuyển đổi điện áp cao hơn.

Miễn là không có điện áp DC ở đầu vào (ở phía bên trái của mạch), thì phototransistor TIL111 sẽ mở. Để tăng khả năng bảo vệ khỏi dương tính giả, đế của TIL111 được cung cấp một bộ phát thông qua một điện trở 1M. Đế của bóng bán dẫn BC547B sẽ ở mức tiềm năng cao và do đó vẫn mở. Bộ thu đóng điện cực điều khiển của thyristor TIC106M đến âm, và nó vẫn ở vị trí đóng. Không có dòng điện đi qua cầu điốt chỉnh lưu và tải bị tắt.

Ở một điện áp đầu vào nhất định, chẳng hạn 5 volt, diode bên trong TIL111 sáng lên và kích hoạt phototransistor. Bóng bán dẫn BC547B đóng và thyristor được mở khóa. Điều này tạo ra một sự sụt giảm điện áp đủ lớn. trên một điện trở 330 ohm để chuyển triac TIC226 sang vị trí bật. Điện áp rơi trên triac tại thời điểm đó chỉ là vài vôn, vì vậy hầu như tất cả điện áp xoay chiều đều chạy qua tải.

Triac được bảo vệ chống đột biến thông qua tụ điện 100nF và điện trở 47 ohm. Một BF256A FET đã được thêm vào để cho phép chuyển mạch ổn định của rơle trạng thái rắn với các điện áp điều khiển khác nhau. Nó hoạt động như một nguồn hiện tại. Diode 1N4148 được lắp đặt để bảo vệ mạch trong trường hợp phân cực ngược. Mạch này có thể được sử dụng trong các thiết bị khác nhau, tất nhiên, với công suất lên đến 1,5 kW, nếu bạn lắp thyristor trên một bộ tản nhiệt lớn.

Nguyên lý hoạt động của rơ le khởi động

Mặc dù có số lượng lớn các sản phẩm được cấp bằng sáng chế từ nhiều nhà sản xuất khác nhau, nhưng hoạt động của tủ lạnh và nguyên lý hoạt động của rơ le khởi động gần như giống nhau. Sau khi hiểu nguyên tắc hoạt động của họ, bạn có thể độc lập tìm ra và khắc phục sự cố.

Sơ đồ thiết bị và kết nối với máy nén

Mạch điện của rơ le có hai đầu vào từ nguồn điện và ba đầu ra cho máy nén. Một đầu vào (có điều kiện - không) chuyển trực tiếp.

Một đầu vào khác (có điều kiện - pha) bên trong thiết bị được chia thành hai:

• đầu tiên truyền trực tiếp đến cuộn dây làm việc;
• thứ hai đi qua các tiếp điểm ngắt kết nối đến cuộn dây khởi động.

Nếu rơ le không có chỗ ngồi thì khi đấu nối vào máy nén không được làm sai thứ tự nối các tiếp điểm. Các phương pháp được sử dụng trên Internet để xác định loại cuộn dây sử dụng phép đo điện trở thường không đúng, vì đối với một số động cơ, điện trở của cuộn dây khởi động và cuộn dây làm việc là như nhau.

Mạch điện của rơ le khởi động có thể có những sửa đổi nhỏ tùy thuộc vào nhà sản xuất. Hình bên là sơ đồ kết nối của thiết bị này trong tủ lạnh Orsk

Vì vậy, cần tìm tài liệu hướng dẫn hoặc tháo lắp máy nén tủ lạnh để nắm được vị trí của các thông qua các tiếp điểm.

Điều này cũng có thể được thực hiện nếu có các mã nhận dạng tượng trưng gần các đầu ra:

• “S” - bắt đầu cuộn dây;
• "R" - cuộn dây làm việc;
• “C” là đầu ra chung.

Các rơ le khác nhau ở cách chúng được gắn trên khung tủ lạnh hoặc trên máy nén. Chúng cũng có đặc điểm dòng điện riêng, do đó, khi thay thế, cần phải chọn một thiết bị hoàn toàn giống hệt nhau, hoặc tốt hơn, cùng một kiểu máy.

Đóng các tiếp điểm bằng cuộn dây cảm ứng

Rơ le khởi động điện từ hoạt động theo nguyên tắc đóng một tiếp điểm để dòng điện chạy qua dây quấn khởi động. Phần tử hoạt động chính của thiết bị là một cuộn dây điện từ mắc nối tiếp với cuộn dây động cơ chính.

Tại thời điểm khởi động máy nén, với rôto tĩnh, dòng khởi động lớn đi qua điện từ. Kết quả của việc này, một từ trường được tạo ra làm chuyển động lõi (phần ứng) có lắp thanh dẫn điện trên đó, đóng tiếp điểm của cuộn dây khởi động. Gia tốc của rôto bắt đầu.

Khi tăng số vòng quay của rôto, cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây giảm, do đó điện áp từ trường giảm.Dưới tác dụng của lò xo bù hoặc trọng lực, lõi trở về vị trí ban đầu và tiếp điểm mở ra.

Trên nắp của rơ le với cuộn dây cảm ứng có một mũi tên “lên”, cho biết vị trí chính xác của thiết bị trong không gian. Nếu nó được đặt khác, thì các tiếp điểm sẽ không mở ra dưới tác dụng của trọng lực

Động cơ máy nén tiếp tục hoạt động ở chế độ duy trì chuyển động quay của rôto, cho dòng điện chạy qua dây quấn làm việc. Lần tiếp theo rơ le chỉ hoạt động sau khi rôto dừng.

Quy định cung cấp hiện tại bằng một điện trở

Rơ le được sản xuất cho tủ lạnh hiện đại thường sử dụng một loại điện trở nhiệt - một loại điện trở nhiệt. Đối với thiết bị này, có một phạm vi nhiệt độ, dưới đó nó cho dòng điện có điện trở nhỏ và ở trên - điện trở tăng mạnh và mạch mở.

Trong rơ le khởi động, tranzito được tích hợp vào mạch dẫn đến cuộn dây khởi động. Ở nhiệt độ phòng, điện trở của phần tử này không đáng kể, vì vậy khi máy nén khởi động, dòng điện chạy qua không bị cản trở.

Do sự hiện diện của điện trở, posistor nóng dần lên và khi đạt đến nhiệt độ nhất định, mạch mở ra. Nó chỉ nguội đi sau khi nguồn cung cấp hiện tại cho máy nén bị gián đoạn và một lần nữa gây ra hiện tượng bỏ qua khi động cơ được bật lại.

Posistor có hình dạng của một hình trụ thấp, vì vậy các thợ điện chuyên nghiệp thường gọi nó là "viên thuốc"

Điều khiển pha Rơle trạng thái rắn

Mặc dù các rơle trạng thái rắn có thể thực hiện chuyển đổi tải trực tiếp qua 0, nhưng chúng cũng có thể thực hiện các chức năng phức tạp hơn nhiều với sự trợ giúp của các mạch logic kỹ thuật số, bộ vi xử lý và mô-đun bộ nhớ.Một công dụng tuyệt vời khác của rơle trạng thái rắn là trong các ứng dụng điều chỉnh độ sáng đèn, cho dù ở nhà, cho buổi biểu diễn hay buổi hòa nhạc.

Rơ le trạng thái rắn có chế độ bật khác 0 (bật tạm thời) bật ngay sau khi tín hiệu điều khiển đầu vào được áp dụng, không giống như SSR giao cắt 0 cao hơn và chờ điểm giao cắt 0 tiếp theo của sóng hình sin AC. Việc chuyển đổi lửa ngẫu nhiên này được sử dụng trong các ứng dụng điện trở như bộ điều chỉnh độ sáng đèn và trong các ứng dụng mà tải chỉ cần đặt trong một phần nhỏ của chu kỳ AC.

Các tính năng là gì?

Khi tạo rơle trạng thái rắn, có thể loại trừ sự xuất hiện của hồ quang hoặc tia lửa trong quá trình đóng / mở nhóm tiếp điểm. Nhờ vậy, tuổi thọ của thiết bị tăng lên gấp nhiều lần. Để so sánh, các phiên bản tốt nhất của các sản phẩm tiêu chuẩn (tiếp xúc) có thể chịu được tới 500.000 lần chuyển đổi. Không có hạn chế nào như vậy trong các TTR đang được xem xét.

Giá thành của rơ le trạng thái rắn cao hơn, nhưng tính toán đơn giản nhất cho thấy lợi ích của việc sử dụng chúng. Điều này là do các yếu tố sau - tiết kiệm năng lượng, tuổi thọ lâu dài (độ tin cậy) và sự hiện diện của điều khiển sử dụng vi mạch.

Sự lựa chọn đủ rộng để chọn thiết bị, có tính đến các nhiệm vụ và chi phí hiện tại. Cả thiết bị nhỏ để lắp đặt trong mạch điện trong nước và thiết bị mạnh dùng để điều khiển động cơ đều có bán trên thị trường.

Như đã lưu ý trước đó, các SSR khác nhau về loại điện áp chuyển mạch - chúng có thể được thiết kế cho không đổi hoặc biến I. Phải tính đến sắc thái này khi lựa chọn.

PHỔ BIẾN VỚI NGƯỜI ĐỌC: Tự làm hệ thống dây điện ẩn trong một ngôi nhà gỗ, hướng dẫn từng bước

Các tính năng của mô hình trạng thái rắn bao gồm độ nhạy của thiết bị với dòng tải. Nếu thông số này vượt quá định mức cho phép từ 2-3 lần trở lên thì sản phẩm bị hỏng.

Để tránh sự cố như vậy trong quá trình vận hành, điều quan trọng là phải tiếp cận cẩn thận quy trình lắp đặt và lắp các thiết bị bảo vệ vào mạch phím. Ngoài ra, điều quan trọng là phải ưu tiên các thiết bị chuyển mạch có dòng điện làm việc gấp hai hoặc ba lần tải chuyển mạch.

Nhưng đó không phải là tất cả

Ngoài ra, điều quan trọng là phải ưu tiên các thiết bị chuyển mạch có dòng điện làm việc gấp hai hoặc ba lần tải chuyển mạch. Nhưng đó không phải là tất cả

Để bảo vệ bổ sung, nên cung cấp cầu chì hoặc bộ ngắt mạch trong mạch (loại "B" là phù hợp).