Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Содержание
  1. Что такое твердотельное реле и как его правильно применять
  2. Твердотельное реле
  3. Твердотельное реле: виды, использование на практике, схемы подсоединения
  4. Устройство твердотельного реле
  5. Рабочий принцип ТТР
  6. Классификация твердотельных реле
  7. Плюсы и минусы ТТР
  8. Потенциальные схемы подключений
  9. Использование на практике устройств
  10. Выводы и полезное видео по теме
  11. Твердотельное реле: виды, использование на практике, схемы подсоединения
  12. Что такое твердотельное реле и как его правильно применять
  13. Твердотельное реле
  14. Точка J
  15. Использование на практике и схемы подсоединения твердотельного реле
  16. Твердотельные реле. Схемы подсоединения
  17. Рабочий принцип и схема подсоединения твердотельного реле
  18. Твердотельное реле – устройство и характерности конструкции
  19. Твердотельное реле: схема, обзор цен, рабочий принцип
  20. Конструкция и рабочий принцип твердотельного реле
  21. Твердотельное реле постоянного и переменного тока — рабочий принцип — блог СамЭлектрик.ру
  22. Что такое твердотельное реле и для чего оно необходимо?
  23. Использование на практике и схемы подсоединения твердотельного реле
  24. Схемы подсоединения и характерности применения твердотельных реле

Что такое твердотельное реле и как его правильно применять

Во всех электрических цепях приходится включать и отключать устройства и приборы. Чтобы это сделать применяют коммутационные аппараты, это может быть, как простой выключатель или рубильник, так и реле, пускатели и т.д.

Сегодня мы будем рассматривать один из подобного рода устройств — твердотельное реле, побеседуем про то, что это такое, как подобрать и подключить в цепь управления нагрузкой.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Что это такое
Твердотельное реле — данное устройство, возведенное на полупроводниковых элементах и силовых ключах, например как симисторы, биполярные или МОП-транзисторы. В английских источниках твердотельные реле именуют SSR от Solid State Relay (что в дословном переводе эквивалентно русскому наименованию).

Как и у электро-магнитных реле и прочих коммутационных приборах они предназначаются для управления слабым сигналом нагрузкой с бо?льшим напряжением или током.
Отличия от электро-магнитных реле
Обыкновенные реле, как и все электромагнитные коммутационные приборы работает так — есть катушка на которую подается ток от системы управления или кнопочного поста.

В результате протекания тока через катушку появляется магнитное поле, которое притягивает якорь с контактной группой. После чего контакты замыкаются и по ним начинает протекать ток в нагрузку.
У твердотельных нет катушки управления и нет подвижной контактной группы.

Что в середине твердотельного реле вы можете увидеть ниже. В нём, как говорили выше, взамен силовых контактов применяются полупроводниковые ключи: транзисторы, симисторы, тиристоры и прочие в зависимости от области использования (правая часть фотографии).

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Это есть основное отличие полупроводникового реле от электромагнитного. Поэтому у твердотельного намного больше служебный срок, так как нет механического износа контактной группы, также замечу что и быстродействие полупроводниковых реле больше, чем у электро-магнитных.
Помимо отсутствия механического износа нет и искр или дуг при коммутации, как и звуков от ударов контактов при переключении.

Кстати если нет искр и дуговых разрядов при коммутации – твердотельные реле как правило будут работать во взрывоопасных помещениях.
Преимущества у твердотельных реле если сравнивать с электромагнитными такие:

2. Есть информацию о том, что их наработка на отказ порядка 10 миллиардов переключений, что в 1000 и более раз превосходит ресурс электро-магнитных реле.
3. Если для электро-магнитных реле импульсные перенапряжения почти не страшны, то электронная схема полупроводникового реле во многих случаях выходит из строя, если не было принято схемотехнических решений по ограничению данных импульсов.

Благодаря этому сопоставлять данные приборы по количеству переключений не всегда правильно.
4. Быстродействие полупроводниковых реле составляет доли и единицы миллисекунд, в то время как у электромагнитного от 50 мс до 1 с.

5. Потребление энергии на 95% ниже чем употребление катушки электро-магнитных заменителей.
Впрочем данные плюсы прикрывается рядом минусов:
Полупроводниковые реле греются в рабочий период.

В тепло выделяется мощность равная произведению падения напряжения на силовом ключе (порядка 2 вольт) на силу тока через него протекающего;
При перегрузке и коротких замыканиях есть большая вероятность выхода из строя силового ключа, перегрузочная способность в большинстве случаев составляет 10In в течении 10 мс — одного периода в сети с частотой 50 Гц (отличается в зависимости от применяемых элементов);

Автоматизированный выключатель, быстрее всего, не успеет работает перед тем, как реле поломается при КЗ;
При импульсных перенапряжениях (перепады напряжения) – служебный срок твердотельного реле может окончится очень быстро.
У твердотельных реле есть ток утечки (до 7-10 мА) поэтому, если они стоят в цепи управления, к примеру, LED светильников — последние будут мигать подобно ситуации с выключателем с подсвечиванием.

Исходя из этого на фазном проводе будет напряжение даже когда реле отключено!
В следующей таблице приведены общие характеристики твердотельных реле серий TSR (трёхфазных) и SSR (однофазных) от изготовителя «FOTEK» (кстати одни из наиболее популярных).

Как правило у иных изготовителей характеристики продукции будут похожими или аналогичными.

Сопротивление изоляции >50 МОм/500В DC
Электрическая крепость изоляции вход/выход Выдержит 2,5 кВ АС в течение 1 минуты
Ток срабатывания Не больше 7.5 мА
Перегрузочная способность До 10 минимальных токов в течение 10 мс
Метод коммутации При переходе через ноль (в моделях для электрического тока) или быстро через оптрон (для постоянного тока)
Встроенная защита В серии SSR-F есть сменный предохранитель

Твердотельное реле можно обозначать:
По роду тока (переменный либо постоянный);
По силе тока (маломощные, силовые);

По типу управляющего сигнала (постоянным или электрическим током, аналоговый вход для управления переменным резистором, в цепь 4-20 мА и т.д.).
По типу переключения – коммутация при переходе напряжения через ноль (в цепях электрического тока), или коммутация по сигналу управления (для регулировки мощности, к примеру).

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Итак, по количеству фаз бывают одно- и трехфазное реле. А вот типов, управляющих сигналов намного больше.

В зависимости от устройства внутри твердотельные реле могут управляться как постоянным напряжением, так и переменным.
Самые популярные твердотельное реле, которые управляются постоянным напряжением в диапазоне от 3 до 32 Вольт.

При этом величина управляемого напряжения должно располагаться в этом диапазоне, а не быть равной какой-то определенной величине из него, что весьма комфортно при интеграции в системы с самым разнообразным напряжением.
Также встречаются полупроводниковые реле, для управления которыми применяется аналоговый сигнал:
0-10 вольт постоянного тока;

Переменным резистором 470-560 кОм.
При этом такими реле можно настраивать мощность на подключенном приборе, по принципу фазового управления.

Аналогичный принцип регулировки применяется в бытовых диммерах для освещения.
В таблице, которую увидите ниже вы видите виды сигналов управления твердотельных реле с фазовым методом управления от компании IMPULS.

Внимание свое обратите на последние буквы маркировки (LA, VD, VA), у многих изготовителей они такие же, и говорят, как раз, о типе сигнала.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Как мы уже говорили, в реле с фазовым управлением, в зависимости от величины управляющего сигнала меняется напряжение на выходе, что отображено на графике ниже.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Узнать такое реле можно по условному изображению возле входных клемм, к примеру, на фото опубликовано ниже видно, что ко входу подсоединяется переменный резистор 470-560 кОм.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Есть и твердотельные реле с сигналом управления от сети электрического тока 220В, как нарисовано ниже. Они подойдут для применения для замены маломощных пускателей или электро-магнитных реле.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Маркировка и вид управления
Для определения «фазности» реле применяют символы перед началом маркировки:
Что эквивалентно однополюсным и трёхполюсным коммутационным приборам.
Сила тока также шифруется, к примеру, FOTEK указывает её в виде: Pxx

Где «хх» — это сила тока в амперах, к примеру, P03 – 3 ампера, а P10 – 10 ампер.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Если в маркировке есть буква H – то это реле предназначается для коммутации очень высокого напряжения.
В маркировке информацию о типе управления указаны в последних символах, она отличается у различных изготовителей, однако очень часто она имеет этот вид и значение (данные собраны по самым разнообразным изготовителям):

VA – переменный резистор 470-560кОм/2Вт (фазовое управление);
LA – аналоговый сигнал 4-20мА (фазовое управление);
VD – аналоговый сигнал 0-10V DC (фазовое управление);

ZD – управление 10-30V DC (коммутация при переходе через ноль);
ZD3 – управление 3-32V DC (коммутация при переходе через ноль);
ZA2 – управление 70-280V AC (коммутация при переходе через ноль);

DD3 – управление сигналом 3-32V постоянного тока цепью постоянного тока (коммутация напряжения постоянного тока);
DA – управление сигналом постоянного тока, коммутация цепи электрического тока.
AA – управление сигналом электрического тока (220В), коммутация цепи электрического тока.

Проверим это в действительности, допустим вы встретились с данным изделием как на рисунке ниже, и желаете выяснить, что оно представляет собой.
Если хорошо изучить надписи возле клемм для подсоединения проводов уже становится ясно, что это реле для управления цепями электрического тока от 90 до 480 вольт, при этом управление происходит также электрическим током с напряжением от 80 до 250 вольт.
Если же видна только маркировка, то: «SSR» – однофазное; «-10» — номинальная сила тока 10 ампер; «АА» — управление электрическим током, коммутация электрического тока; «H» — для коммутации очень высокого напряжения в силовой цепи — до 480В (если бы H не было, то было бы до 380-400В).

И для закрепления и лучшего понимания поизучайте очередную таблицу с маркировками и свойствами твердотельных реле.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Внутренняя схема твердотельного реле зависит от того на какой ток оно рассчитано (переменный либо постоянный) и вида сигнала управления им. Рассмотрим отдельные из них.
Начинаем с реле, которое управляется постоянным током и коммутируется при переходе через ноль.

Иногда их именуют «твердотельное реле Z-типа».

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Тут контакты 3-4 – это вход управляющего сигнала, в котором применяется управление при помощи оптопары, которая служит для гальванической развязки входных и выходных цепей.
Блок контроля перехода через 0, или как называют его Zero Cross Circuit – отслеживает фазу напряжения в электросети и когда оно переходит через ноль создает коммутацию цепи (включение или выключение).

Подобный вариант также именуют Zero Voltage Switch, он дает возможность уменьшить броски тока при включении (так как напряжение в данный момент равняется нулю) и всплески ЭДС-самоиндукции при отключении нагрузки.
Подойдет для управления резистивной, емкостной и индуктивной нагрузкой. Не подойдет для управления высокоиндуктивной нагрузкой (при cosФ

Поделитесь этой статьей с компанией друзей:
ИИ нашего сайта решил, что данные публикации вам будут особенно полезны:
Вступайте в наши группы в соцсетях:

Твердотельное реле

Что такое твердотельное реле

Твердотельное реле (ТТР) или в буржуйском варианте Solid State Relay (SSR) – это особенный вид реле, которые выполняют такие же функции, что и электромагнитное реле, н о имеет иную начинку, которая состоит из полупроводниковых радиоэлементов, которые имеют собственном составе силовые ключи на тиристорах, симисторах или мощных транзисторах.

Виды ТТР

Смотреться ТТР могут по-разному. Ниже на фото слаботочные реле

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Такие релe используются в монтажных платах и предназначаются для коммутации (переключения) малого тока и напряжения.
На ТТР возводят также сразу готовые модули входов-выходов, которые применяются в промышленной автоматике

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

А вот так смотрятся реле, применяемые в силовой электронике, другими словами в электронике, которая коммутирует большую силу тока. Такие реле применяется в промышленности в блоках управления станков ЧПУ и прочих промышленных установках

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Слева однофазное реле, с правой стороны трехфазное.
Если через коммутируемые контакты силовых реле будет проходить приличный ток, то корпус реле будет особенно сильно греться. Таким образом, чтобы реле не перегревались и не выходили из строя, их устанавливают на отопительные приборы, которые рассеивают тепло в пространство вокруг.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

ТТР по типу управления

ТТР могут управляться при помощи:
1) Постоянного тока. Его диапазон может составлять от 3 и до 32 Вольт.
2) Электрического тока. Диапазон электрического тока может составлять от 90 и до 250 Вольт. Другими словами такими реле можно без зазрения совести управлять при помощи сетевого напряжения 220 В.
3) При помощи переменного резистора. Значение переменного резистора может быть в диапазоне от 400 и до 600 Килоом.

ТТР по типу переключения

С коммутацией перехода через ноль

Внимательно посмотрите на диаграмму

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Такие ТТР на выходе коммутируют электрический ток. Как вы тут можете заметить, когда мы подаем на вход такого реле стабильное напряжение, у нас коммутация на выходе происходит не сразу, а лишь тогда, когда электрический ток достигнет нуля. Выключение происходит таким образом.
Для чего это выполняется? Для того, чтобы сделать меньше влияние помех на нагрузках и сделать меньше импульсный бросок тока, способный привести к выходу нагрузки из строя, если тем более нагрузкой будет являться схема на полупроводниковых радиоэлементах.
Схема подсоединения и внутреннее строение такого ТТР смотрится приблизительно вот так:

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

управление постоянным током

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

управление электрическим током

Мгновенного включения

Тут все значительно проще. Такое реле сразу начинает коммутировать нагрузку при появлении на нем управляющего напряжения. На диаграмме видно, что анодное напряжение возникло сразу, как только мы подали управляющее напряжение на вход. Когда мы уже снимаем управляющее напряжение, реле отключается также, как и ТТР с контролем перехода через ноль.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

В чем минус данного ТТР? При подаче на вход управляющего напряжения, у нас на выходе могут появиться броски тока, а в следствии и электромагнитные помехи. Благодаря этому, этот тип реле не стоит применять в радиоэлектронных устройствах, в которых есть шины передачи данных, так как в данном варианте помехи могут значительно помешать передаче информационных сигналов.
Внутреннее строение ТТР и схема подсоединения нагрузки смотрятся приблизительно вот так:

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

ТТР с фазовым управлением

Тут все значительно проще. Меняя значение сопротивления, мы таким образом меняем мощность на нагрузке.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Приблизительная схема подсоединения смотрится вот так:

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Работа твердотельного реле

В гостях у нас ТТР фирмы FOTEK:
Предлагаю разобраться с его обозначениями. Вот маленькая табличка-подсказка для данных типов реле
Давайте еще раз взглянем на наше ТТР

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

SSR – это означает однофазное твердотельное реле.
40 – это на какую самую большую силу тока она рассчитана. Измеряется в Амперах и в этом случае составляет 40 Ампер.
D – вид управляющего сигнала. От значения Direct Current – что с буржуйского – постоянный ток. Управление проводится постоянным током от 3 и до 32 Вольт. Этого диапазона хватит самому заядлому разработчику радиоэлектронной аппаратуры. Для особо непонятливых даже написано Input, показан диапазон и фазировка напряжения. Как вы видите, на контакт №3 мы подаем “плюс”, а на №4 мы подаем “минус”.
А – вид коммутируемого напряжения. Alternative current – электрический ток. Цепляемся в данном варианте к выводам №1 и №2. Можем коммутировать диапазон от 24 и до 380 Вольт переменного напряжения.
Для навыка нам понадобится лампа общего назначения на 220 Вольт и обычная вилка со шнуром. Объединяем лампу со шнуром только в одном месте:
В разрыв помещаем наше твердотельное реле
Втыкаем вилку в розетку и…
Нет… не желает… Чего-то не хватает…
Не хватает управляющего напряжения! Выводим напряжение от Трансформатора от 3 и до 32 Вольт постоянного напряжения. В этом случае я взял 5 Вольт. Подаю на управляющие контакты и…
О чудо! Лампочка загорелась! Это означает, что контакт №1 замкнулся с контактом №2. О срабатывании реле нам также говорит и светоизлучающий диод на корпусе самого реле.
Интересно, какую силу тока потребляют управляющие контакты реле? Итак, имеем на блоке 5 Вольт.
А сила тока вышла 11,7 миллиампер! Можно управлять хоть микроконтроллером!

Преимущества, и недостатки твердотельного реле

  • выключение и включение цепей без электро-магнитных помех
  • высокое быстродействие
  • отсутствие шума и дребезга контактов
  • длительный период работы (более миллиарда срабатываний)
  • возможность работы во взрывоопасной обстановке, так как нет дугового разряда
  • невысокое потребление энергии (на 95% (!) меньше, чем у обыкновенных реле)
  • надёжная изоляция между входными и коммутируемыми цепями
  • небольшая герметическая конструкция, стойкая к вибрации и ударным нагрузкам
  • маленькие размеры и хорошая отдача тепла (если разумеется применять термопасту и хороший отопительный прибор)

Где приобрести твердотельное реле

Различные варианты твердотельных реле вы можете всегда Найдите на Али по этой ссылке.
При написании статьи применялась информация, взятая по данной ссылке.

Твердотельное реле: виды, использование на практике, схемы подсоединения

Традиционные контакторы и пускатели понемногу уходят в прошлое. Их место в электронике для автомобилей, домашней технике и промышленной автоматике занимает твердотельное реле – полупроводниковое устройство, в котором отсутствуют какие-нибудь двигающиеся части.
Приборы имеют разные конструкции и схемы подсоединения, от них зависят их области использования. Перед тем как применять устройство, нужно разобраться в его принципе действия, выяснить про специфики функционирования и подсоединения различных вариантов реле. Ответы на обозначенные вопросы детально изложены в представленной статье.

Устройство твердотельного реле

Современные твердотельные реле (ТТР) собой представляют модульные полупроводниковые приборы, являющиеся силовыми электропереключателями.
Основные рабочие узлы данных устройств представлены симисторами, тиристорами или транзисторами. ТТР не имеют подвижных частей, как отличаются от электромеханических реле.

Устройство внутри данных приборов может сильно отличаться все зависит типа регулируемой нагрузки и электрической схемы.
Очень простые твердотельные реле включают такие узлы:

  • входной узел с предохранителями;
  • триггерная цепь;
  • оптическая (гальваническая) развязка;
  • переключающий узел;
  • защитные цепи;
  • узел выхода на нагрузку.

Входной узел ТТР собой представляет первичную цепь с постепенно подключенным резистором. Предохранитель в эту цепь встраивается опционально. Задача узла входа – принятие управляющего сигнала и передача команды на коммутирующие нагрузку переключатели.
При переменном токе для деления контролирующей и ключевой цепи используют гальваническую развязку. От её устройства в большинстве случаев зависит рабочий принцип реле. Ответственная за обработку входного сигнала триггерная цепь может включаться в узел оптической развязки или находиться отдельно.
Защитный узел препятствует появлению перегрузок и ошибок, потому что в случае неполадки прибора может выходить из строя и подключенная техника.
Главное предназначение твердотельных реле – замыкание/отключение питания электросети при помощи слабого управляющего сигнала. В отличии от электромеханических заменителей, они имеют более небольшую форму и не делают во время работы отличительных щелчков.

Рабочий принцип ТТР

Работа твердотельного реле неимоверно проста. Большинство ТТР предназначается для управления автоматикой в сетях 20-480 В.

При традиционном исполнении в корпус прибора входит два контакта коммутируемой цепи и два управляющих провода. Их кол-во может меняться при увеличении количества подключенных фаз. В зависимости от наличия напряжения в управляющей цепи, происходит включение или выключение главной нагрузки изделиями из полупроводниковых материалов.
Спецификой твердотельных реле считается наличие небесконечного сопротивления. Если контакты в электромеханических устройствах полностью разъединяются, то в твердотельных отсутствие тока в цепи обеспечивается качествами полупроводниковых материалов.
Благодаря этому при очень высоких напряжениях вероятно появление маленьких токов утечки, которые могут плохо отразиться на работе подключенной техники.

Классификация твердотельных реле

Области использования реле многообразны, благодаря этому и их особенности конструкции могут намного отличаться, в зависимости от потребностей определенной автоматической схемы. Делят ТТР по количеству подключенных фаз, виду рабочего тока, особенностям конструкции и типу схемы управления.

По количеству подключенных фаз

Твердотельные реле применяются как в составе бытовых приборов, так и в промышленной автоматике с рабочим напряжением 380 В.

Твердотельное реле своими руками или как его сделать

Благодаря этому эти полупроводниковые устройства, все зависит от количества фаз, делятся на:
Однофазные ТТР дают возможность работать с токами 10-100 или 100-500 А. Их управление выполняется при помощи аналогового сигнала.

Трехфазные твердотельные реле способны пропускать ток в диапазоне 10-120 А. Их устройство подразумевает реверсивный принцип функционирования, который обеспечивает надежность регуляции одновременно нескольких электро цепей.
Часто трехфазные ТТР применяются для обеспечения работы асинхронного мотора. В его схему электропроводки управления обязательно включаются быстрые предохранители из-за высоких пусковых токов.

По виду рабочего тока

Твердотельные реле нельзя настроить или перепрограммировать, благодаря этому они могут хорошо работать исключительно при определенном диапазоне электропараметров сети.
В зависимости от потребностей ТТР могут управляться электроцепями с 2-мя видами тока:
Подобно можно обозначать ТТР и по виду напряжения активной нагрузки. Большинство реле в домашних приборах работают с переменными параметрами.

Устройства с постоянным руководящим током отличаются большой надежностью и применяют для регуляции напряжение 3-32 В. Они держат большой температурный диапазон (-30..+70°С) без большого изменения параметров.
Реле, регулирующиеся электрическим током, имеют управляющее напряжение 3-32 В или 70-280 В. Они выделяются не высокими электромагнитными помехами и большой скоростью срабатывания.

По особенностям конструкции

Твердотельные реле часто устанавливают в единый электрический щит квартиры, благодаря этому большинство моделей имеют монтажную колодку для крепежа на DIN-рейку.
Более того, есть особые отопительные приборы, размещающиеся между ТТР и опорной поверхностью. Они дают возможность охлаждать прибор при высоких нагрузках, сохраняя его характеристики работы.

Между реле и отопительным прибором рекомендовано наносить слой термопасты, который площадь делает больше касания и повышает отдачу тепла. Есть и ТТР, предназначающиеся для крепеж к поверхности стены традиционными саморезами.

По типу схемы управления

Не всегда рабочий принцип регулируемой реле техники требует его мгновенного срабатывания.
Благодаря этому изготовители разработали несколько схем управления ТТР, которые применяются в самых разных сферах:

  1. Контроль «через ноль». Подобный вариант управления твердотельным реле подразумевает срабатывание исключительно при значении напряжения, равном 0. Применяется в устройствах с емкостной, резистивной (нагреватели) и слабой индуктивной (преобразователи электрической энергии) нагрузкой.
  2. Мгновенное. Используется если необходимо резкого срабатывания реле при подаче управляющего сигнала.
  3. Фазовое. Подразумевает управление напряжения на выходе методом изменения показателей управляющего тока. Используется для плавного изменения степени нагрева или освещения.

Твердотельные реле отличаются и по многим иным, менее значимым, показателям. Благодаря этому при приобретении ТТР важно разобраться в схеме работы подключаемой техники, чтобы приобрести максимально подходящее ей регулировочное устройство.
Обязательно предусматривается запас мощности, так как реле имеет рабочий ресурс, который быстро расходуется при частых перегрузках.

Плюсы и минусы ТТР

Твердотельные реле не напрасно заменяют на рынке обыкновенные контакторы и пускатели. Эти полупроводниковые приборы обладают большим количеством положительных качеств перед электромеханическими аналогами, которые вынуждают потребителей выбор остановить собственно на них.

К подобным плюсам относят:

  1. Невысокое электропотребление (на 90% меньше).
  2. Небольшие размеры, разрешающие устанавливать устройства в маленьком пространстве.
  3. Большая скорость запуска и выключения
  4. Пониженная громкость работы, отсутствуют отличительные для электромеханического реле щелчки.
  5. Не планируется техобслуживание.
  6. Большой служебный срок благодаря ресурсу в сотни миллионов срабатываний.
  7. Благодаря большим возможностям по вариации электронных узлов, ТТР имеют широкие области использования.
  8. Отсутствие электро-магнитных помех при срабатывании.
  9. Исключается порча контактов вследствие их механического удара.
  10. Отсутствие прямого физического контакта между цепями управления и коммутации.
  11. Возможность регулирования нагрузки.
  12. Наличие в импульсных ТТР автоматизированных цепей, защищающих от перегрузок.
  13. Возможность применения во взрывоопасных средах.

Перечисленных положительных качеств твердотельных реле не всегда достаточно для правильной работы оборудования. Благодаря этому они ещё не полностью вытеснили индукционные пускатели.

ТТР имеют и минусы, которые не дают возможность им применяться в большинстве случаев.

  1. Невозможность работы большинства устройств с напряжениями более 0,5 кВ.
  2. Большая цена.
  3. Чувствительность к высоким токам, тем более в пусковых цепях электрических двигателей.
  4. Ограничения по применению в условиях большой влажности.
  5. Критическое снижение характеристик работы при температуре ниже 30°С мороза и выше 70°С тепла.
  6. Небольшой корпус приводит к избыточному нагреву устройства при стабильно высоких нагрузках, что требует использования специализированных устройств пассивного или активного охлаждения.
  7. Возможность расплавления устройства от нагревания при коротком замыкании.
  8. Микротоки в состоянии «закрыто» реле могут быть критическими для работы оборудования. К примеру, подключенные в сеть лампы дневного света могут иногда вспыхивать.

Подключение нагрузки к терморегулятору XH-W3001 через твердотельное реле

Подобным образом, твердотельные реле имеют конкретные области использования. В цепях высоковольтного оборудования которое применяется в промышленности их применение резко ограничено из-за несовершенных физических параметров полупроводниковых материалов.
Однако в домашней технике и автопрома ТТР занимают крепкие позиции за счёт собственных позитивных параметров.

Потенциальные схемы подключений

Схемы подсоединения твердотельных реле могут быть очень и очень разные. Каждая электроцепь выстраивается, исходя из свойств подключаемой нагрузки. В схему могут добавляться дополнительные предохранители, контроллеры и устройства регулировки.

Дальше будут представлены самые простые и популярные схемы подсоединения ТТР:

  • нормально-открытая;
  • со связанным контуром;
  • нормально-закрытая;
  • трехфазная;
  • реверсивная.

Нормально-открытая (разомкнутая) схема – реле, нагрузка в котором расположена под напряжением если есть наличие управляющего сигнала. Другими словами подключенная техника оказывается в отключенном состоянии при обесточенных входах 3 и 4.

Нормально-замкнутая схема – имеется в виду реле, нагрузка в котором расположена под напряжением при отсутствии управляющего сигнала. Другими словами подключенная техника оказывается в исправном состоянии при обесточенных входах 3 и 4.
Есть схема подсоединения твердотельного реле, в которой управляющее и нагрузочное напряжение одинаково. Подобный вариант можно применять одновременно для работы в сетях переменного и постоянного тока.
Трехфазные реле подключаются несколько по другим принципам. Контакты могут соединяться в вариантах «Звезда», «Треугольник» или «Звезда с нейтралью».

Реверсные твердотельные реле применяются в электрических двигателях в соответствующем режиме. Их делают в трехфазном варианте и включают 2 контура управления.

Собирать электрические цепи с ТТР нужно исключительно после их подготовительной прорисовки на бумажном носителе, так как ошибочно подключенные устройства могут поломаться из-за короткого замыкания.

Использование на практике устройств

Сфера применения твердотельных реле очень широка. Из-за большой надежности и отсутствия потребности в постоянном обслуживании их часто устанавливают в местах куда сложно добраться оборудования.

Ключевыми же сферами использования ТТР считаются:

  • система терморегуляции с использованием Нагревательных элементов трубчатого типа;
  • поддержание стабильной температуры в процессах технологии;
  • контроль работы преобразователей электрической энергии;
  • регулировка освещения;
  • схемы датчиков движения, освещения, фотодатчиков для освещения улицы и т.п.;
  • управление электрическими двигателями;
  • источники бесперебойного питания.

С увеличением автоматизации техники для дома твердотельные реле приобретают все широкое распространение, а развивающиеся полупроводниковые технологии регулярно открывают новые области их использования.
Если появится желание, собрать твердотельное реле можно собственноручно. Подробнейшая инструкция представлена в данной статье.

Выводы и полезное видео по теме

Представленные видеоролики смогут помочь лучше понять работу твердотельных реле и познакомиться со способами их подсоединения.
Фактическая презентация работы самого простого твердотельного реле:

Разбор разновидностей и специфик работы твердотельных реле:

Испытание работы и степени нагрева ТТР:

Установить электрическую цепь из твердотельного реле и датчика может фактически любой человек.
Впрочем планирование рабочей схемы требует базовых знаний в электротехнике, так как ошибочное подключение может привести к удару током или короткому замыканию. Зато в результате правильных действий можно получить множество полезных в бытовых условиях приборов.
Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме подсоединения и использования твердотельных реле? Можете оставлять комментарии к статьи, принимать участие в обсуждениях и делиться своим опытом применения подобных устройств. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Твердотельное реле: виды, использование на практике, схемы подсоединения

Что такое твердотельное реле и как его правильно применять


Во всех электрических цепях приходится включать и отключать устройства и приборы. Чтобы это сделать применяют коммутационные аппараты, это может быть, как простой выключатель или рубильник, так и реле, пускатели и т.д. Сегодня мы будем рассматривать один из подобного рода устройств — твердотельное реле, побеседуем про то, что это такое, как подобрать и подключить в цепь управления нагрузкой.

Что это такое
Твердотельное реле — данное устройство, возведенное на полупроводниковых элементах и силовых ключах, например как симисторы, биполярные или МОП-транзисторы. В английских источниках твердотельные реле именуют SSR от Solid State Relay (что в дословном переводе эквивалентно русскому наименованию).
Как и у электро-магнитных реле и прочих коммутационных приборах они предназначаются для управления слабым сигналом нагрузкой с бо?льшим напряжением или током.
Отличия от электро-магнитных реле
Обыкновенные реле, как и все электромагнитные коммутационные приборы работает так — есть катушка на которую подается ток от системы управления или кнопочного поста. В результате протекания тока через катушку появляется магнитное поле, которое притягивает якорь с контактной группой. После чего контакты замыкаются и по ним начинает протекать ток в нагрузку.
У твердотельных нет катушки управления и нет подвижной контактной группы. Что в середине твердотельного реле вы можете увидеть ниже. В нём, как говорили выше, взамен силовых контактов применяются полупроводниковые ключи: транзисторы, симисторы, тиристоры и прочие в зависимости от области использования (правая часть фотографии).

Это есть основное отличие полупроводникового реле от электромагнитного. Поэтому у твердотельного намного больше служебный срок, так как нет механического износа контактной группы, также замечу что и быстродействие полупроводниковых реле больше, чем у электро-магнитных.
Помимо отсутствия механического износа нет и искр или дуг при коммутации, как и звуков от ударов контактов при переключении. Кстати если нет искр и дуговых разрядов при коммутации – твердотельные реле как правило будут работать во взрывоопасных помещениях.
Преимущества у твердотельных реле если сравнивать с электромагнитными такие:
2. Есть информацию о том, что их наработка на отказ порядка 10 миллиардов переключений, что в 1000 и более раз превосходит ресурс электро-магнитных реле.
3. Если для электро-магнитных реле импульсные перенапряжения почти не страшны, то электронная схема полупроводникового реле во многих случаях выходит из строя, если не было принято схемотехнических решений по ограничению данных импульсов. Благодаря этому сопоставлять данные приборы по количеству переключений не всегда правильно.
4. Быстродействие полупроводниковых реле составляет доли и единицы миллисекунд, в то время как у электромагнитного от 50 мс до 1 с.
5. Потребление энергии на 95% ниже чем употребление катушки электро-магнитных заменителей.
Впрочем данные плюсы прикрывается рядом минусов:
Полупроводниковые реле греются в рабочий период. В тепло выделяется мощность равная произведению падения напряжения на силовом ключе (порядка 2 вольт) на силу тока через него протекающего;
При перегрузке и коротких замыканиях есть большая вероятность выхода из строя силового ключа, перегрузочная способность в большинстве случаев составляет 10In в течении 10 мс — одного периода в сети с частотой 50 Гц (отличается в зависимости от применяемых элементов);
Автоматизированный выключатель, быстрее всего, не успеет работает перед тем, как реле поломается при КЗ;
При импульсных перенапряжениях (перепады напряжения) – служебный срок твердотельного реле может окончится очень быстро.
У твердотельных реле есть ток утечки (до 7-10 мА) поэтому, если они стоят в цепи управления, к примеру, LED светильников — последние будут мигать подобно ситуации с выключателем с подсвечиванием. Исходя из этого на фазном проводе будет напряжение даже когда реле отключено!
В следующей таблице приведены общие характеристики твердотельных реле серий TSR (трёхфазных) и SSR (однофазных) от изготовителя «FOTEK» (кстати одни из наиболее популярных). Как правило у иных изготовителей характеристики продукции будут похожими или аналогичными.

Сопротивление изоляции >50 МОм/500В DC
Электрическая крепость изоляции вход/выход Выдержит 2,5 кВ АС в течение 1 минуты
Ток срабатывания Не больше 7.5 мА
Перегрузочная способность До 10 минимальных токов в течение 10 мс
Метод коммутации При переходе через ноль (в моделях для электрического тока) или быстро через оптрон (для постоянного тока)
Встроенная защита В серии SSR-F есть сменный предохранитель

Твердотельное реле можно обозначать:
По роду тока (переменный либо постоянный);
По силе тока (маломощные, силовые);

По типу управляющего сигнала (постоянным или электрическим током, аналоговый вход для управления переменным резистором, в цепь 4-20 мА и т.д.).
По типу переключения – коммутация при переходе напряжения через ноль (в цепях электрического тока), или коммутация по сигналу управления (для регулировки мощности, к примеру).

Итак, по количеству фаз бывают одно- и трехфазное реле.

А вот типов, управляющих сигналов намного больше. В зависимости от устройства внутри твердотельные реле могут управляться как постоянным напряжением, так и переменным.
Самые популярные твердотельное реле, которые управляются постоянным напряжением в диапазоне от 3 до 32 Вольт.

При этом величина управляемого напряжения должно располагаться в этом диапазоне, а не быть равной какой-то определенной величине из него, что весьма комфортно при интеграции в системы с самым разнообразным напряжением.
Также встречаются полупроводниковые реле, для управления которыми применяется аналоговый сигнал:

0-10 вольт постоянного тока;
Переменным резистором 470-560 кОм.

При этом такими реле можно настраивать мощность на подключенном приборе, по принципу фазового управления. Аналогичный принцип регулировки применяется в бытовых диммерах для освещения.
В таблице, которую увидите ниже вы видите виды сигналов управления твердотельных реле с фазовым методом управления от компании IMPULS.

Внимание свое обратите на последние буквы маркировки (LA, VD, VA), у многих изготовителей они такие же, и говорят, как раз, о типе сигнала.

Как мы уже говорили, в реле с фазовым управлением, в зависимости от величины управляющего сигнала меняется напряжение на выходе, что отображено на графике ниже.

Узнать такое реле можно по условному изображению возле входных клемм, к примеру, на фото опубликовано ниже видно, что ко входу подсоединяется переменный резистор 470-560 кОм.

Есть и твердотельные реле с сигналом управления от сети электрического тока 220В, как нарисовано ниже. Они подойдут для применения для замены маломощных пускателей или электро-магнитных реле.

Маркировка и вид управления

Для определения «фазности» реле применяют символы перед началом маркировки:
Что эквивалентно однополюсным и трёхполюсным коммутационным приборам.

Сила тока также шифруется, к примеру, FOTEK указывает её в виде: Pxx
Где «хх» – это сила тока в амперах, к примеру, P03 – 3 ампера, а P10 – 10 ампер.

Если в маркировке есть буква H – то это реле предназначается для коммутации очень высокого напряжения.

В маркировке информацию о типе управления указаны в последних символах, она отличается у различных изготовителей, однако очень часто она имеет этот вид и значение (данные собраны по самым разнообразным изготовителям):
VA – переменный резистор 470-560кОм/2Вт (фазовое управление);

LA – аналоговый сигнал 4-20мА (фазовое управление);
VD – аналоговый сигнал 0-10V DC (фазовое управление);

ZD – управление 10-30V DC (коммутация при переходе через ноль);
ZD3 – управление 3-32V DC (коммутация при переходе через ноль);

ZA2 – управление 70-280V AC (коммутация при переходе через ноль);
DD3 – управление сигналом 3-32V постоянного тока цепью постоянного тока (коммутация напряжения постоянного тока);

DA – управление сигналом постоянного тока, коммутация цепи электрического тока.
AA – управление сигналом электрического тока (220В), коммутация цепи электрического тока.
Проверим это в действительности, допустим вы встретились с данным изделием как на рисунке ниже, и желаете выяснить, что оно представляет собой.

Если хорошо изучить надписи возле клемм для подсоединения проводов уже становится ясно, что это реле для управления цепями электрического тока от 90 до 480 вольт, при этом управление происходит также электрическим током с напряжением от 80 до 250 вольт.
Если же видна только маркировка, то: «SSR» – однофазное; «-10» – номинальная сила тока 10 ампер; «АА» – управление электрическим током, коммутация электрического тока; «H» – для коммутации очень высокого напряжения в силовой цепи — до 480В (если бы H не было, то было бы до 380-400В).

И для закрепления и лучшего понимания поизучайте очередную таблицу с маркировками и свойствами твердотельных реле.

Внутренняя схема твердотельного реле зависит от того на какой ток оно рассчитано (переменный либо постоянный) и вида сигнала управления им. Рассмотрим отдельные из них.

Начинаем с реле, которое управляется постоянным током и коммутируется при переходе через ноль. Иногда их именуют «твердотельное реле Z-типа».

Тут контакты 3-4 – это вход управляющего сигнала, в котором применяется управление при помощи оптопары, которая служит для гальванической развязки входных и выходных цепей.

Блок контроля перехода через 0, или как называют его Zero Cross Circuit – отслеживает фазу напряжения в электросети и когда оно переходит через ноль создает коммутацию цепи (включение или выключение). Подобный вариант также именуют Zero Voltage Switch, он дает возможность уменьшить броски тока при включении (так как напряжение в данный момент равняется нулю) и всплески ЭДС-самоиндукции при отключении нагрузки.

Подойдет для управления резистивной, емкостной и индуктивной нагрузкой. Не подойдет для управления высокоиндуктивной нагрузкой (при cosФ
Поделитесь этой статьей с компанией друзей:

Вступайте в наши группы в соцсетях:

Твердотельное реле

В электронных схемах большое распространение получили разные варианты полупроводниковых устройств. Самым из довольно хороших примеров применения полупроводников считается твердотельное реле , в котором отсутствуют механичные двигающиеся части. В согласии с собственными функциями, приборы данного типа должны включать и выключить мощные электрические цепи путем подачи невысокого напряжения на клеммы управления.

Данные устройства используются в сетях с постоянным и электрическим током с теми же целями, что и обыкновенные индукционные реле . В серийных твердотельных реле используются транзисторы и тиристоры, разрешающие исполнять переключения токов до нескольких сотен ампер.

Рабочий принцип

Перед тем как рассматривать твердотельное устройство, следует припомнить рабочий принцип привычного электромеханического реле . Оно состоит из контактов и катушки управления, которые работают под влиянием подаваемого напряжения. Под его воздействием контакты исходя из этого замыкаются или размыкаются.

Рабочий принцип твердотельного реле подобный. Главное отличие состоит в применении полупроводниковых приборов взамен контактов.

Самое большое распространение получили симисторы и тиристоры, выполняющие коммутацию электрического тока, а еще транзисторы, предназначающиеся для работы с постоянным током.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

В свое время возникновение полупроводников произвело реальную революцию в электронике и радиотехнике. Они стали применяться и в твердотельных реле , обеспечивая контакты между цепями с невысоким и большим напряжением. В составе каждого устройства есть вход, оптическая развязка, триггерная, переключающая и защитная цепи.

Вход реле оснащен первой цепью, в которую постепенно включено сопротивление на систематическом изоляторе. Главной функцией входа считается прием импульса и дальнейшая передача его на компонент устройства, коммутирующий нагрузку.

Между вторичной и первичной цепью есть изоляция в виде оптической развязки. Собственно эта развязка определяет индивидуальные качества всех видов и типов реле и определяет рабочий принцип каждого устройства.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Для обработки входного сигнала есть триггерная цепь, являющаяся индивидуальным конструктивным элементом. Эта цепь учавствует в переключении выхода.

В самых разных конструкциях твердотельных реле триггерная цепь может быть частью оптической развязки, или использоваться как самостоятельный компонент.
Управление нагрузочным напряжением выполняется цепью, в состав какой входит транзистор, симистор и кремниевый диод. В конструкцию реле обязательно включается система, защищающая устройство от сбоев и ошибок.

Она собой представляет отдельную защитную цепь внутреннего или внешнего типа.

Где используется твердотельное реле

Рабочий принцип данных устройств дает возможность использовать их тогда, когда очень быстро нужно много раз включить и выключить нагрузку. В подобных ситуациях обыкновенные индукционные реле достаточно быстро снашиваются, полностью вырабатывая ресурс, ломаются и становятся неподходящими для последующего применения.

Самым лучшим выходом становятся твердотельное реле , которое не требуюет к себе в последующем дополнительного внимания и обслуживания. В традиционных устройствах следует обязательно очищать контакты после нескольких циклов срабатываний.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Твердотельное реле используюется в том случае, когда необходимо обеспечить надежность, так как обыкновенные контакты могут выгореть или залипнуть тогда когда этого совсем не ждешь. Иногда важное значение имеют размеры и габариты коммутирующего устройства и обеспечение тихой работы.

Но нужно брать во внимание и тот момент, что полупроводниковые реле имеют довольно большую цену, благодаря этому, там, где это реально, лучше всего применять обыкновенные электромагнитные устройства.

Виды твердотельных реле

Твердотельное реле относится к модульным полупроводниковым приборам, изготовленным по гибридной технологии. В них применяются симисторные, тиристорные или транзисторные структуры, которые являются основанием для создания мощных силовых ключей. Они удачно заменяют классические пускатели и электромагнитные реле .

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

По типу нагрузки полупроводниковые устройства бывают с одной либо с тремя фазами. Они могут коммутировать напряжение в самом большом диапазоне – от 40 до 440 вольт, что выполняет возможным их использование в разных областях.
В зависимости от типа управления, есть 3 группы реле :

  • Для коммутации напряжения постоянного тока от 3 до 32 вольт.
  • Для коммутации напряжения электрического тока от 90 до 250 вольт.
  • Для ручного управления анодным напряжением, когда используются переменные резисторы, сопротивление от 40 до 560 кОм, мощностью от 0,25 до 0,5 Вт.

Твердотельные реле отличаются и по способу коммутации:

  • Устройства, контролирующие переход через ноль. С их участием коммутируются резистивные, емкостные и слабоиндуктивные нагрузки. Когда подается сигнал управления, анодное напряжение возникает при первом пересечении нулевого уровня линейным напряжением. Благодаря этому происходит уменьшение начального броска тока, уменьшается уровень электро-магнитных помех, увеличивается эксплуатационный период коммутируемых нагрузок. Этот тип реле не может применяться для коммутации высокоиндуктивных нагрузок, к примеру, преобразователей электрической энергии на холостом ходу.
  • Устройства с мгновенным (случайным) включением. Используются для коммутации нагрузок, когда нужно мгновенное срабатывание. Анодное напряжение появляется одновременно с подачей управляющего сигнала с задержкой включения, не превышающей 1 миллисекунды. Такие реле могут включаться на любых участках синусоидального напряжения. Серьёзным недостатком данных устройств являются импульсные помехи и начальные броски тока, появляющиеся при коммутации.
  • Фазовое управление. При помощи реле меняется величина напряжения на выходе нагрузки. Это дает возможность настраивать мощность ТЕНОВ и степень освещенности ламп общего назначения.

Подключение

Во всех электронных схемах твердотельное реле подсоединяется также, как и обыкновенные индукционные устройства. Впрочем существуют характерные особенности, которые следует учитывать при подключении полупроводниковых реле . Для выполнения соединений не потребуется использовать пайку, для этого есть винтовой способ.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

В связи с характеристиками конструкции, нужно полностью избегать любых повреждений прибора, наблюдать, чтобы в него не попадала пыль, особенно элементы из металла и прочие чуждые тела. Не допускаются какие-нибудь наружные воздействия, в том числе и механичные, относительно корпуса прибора.

В результате повреждений прибор выйдет из строя быстро и перестанет работать.
Рекомендуется правильно подбирать место размещения твердотельного реле . Не размещайте их возле предметов, которые могут легко воспламениться. Не позволяется дотрагиваться к устройству в рабочий период, чтобы не получить ожоги. До начала включения необходимо проверить безошибочность всех коммутируемых соединений.

При нагреве корпуса более 60 0 С, приходится задействовать специализированных охладительный радиатор. На выходе не должно быть коротких замыканий, способных повредить прибор.

Точка J

Обзоры и рейтинги статьи

Использование на практике и схемы подсоединения твердотельного реле

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Традиционные контакторы и пускатели понемногу уходят в прошлое. Их место в электронике для автомобилей, домашней технике и промышленной автоматике занимает твердотельное реле.

Это полупроводниковое устройство как правило имеет разные конструкции и схемы подсоединения, от них зависят и области использования прибора.

  • Устройство твердотельного реле
  • Рабочий принцип ТТР
  • Классификация твердотельных реле
    • По количеству подключенных фаз
    • По виду рабочего тока
    • По особенностям конструкции
    • По типу схемы управления
  • Плюсы и минусы ТТР
  • Потенциальные схемы подключений
  • Использование на практике устройств
  • Выводы и полезное видео по теме

Устройство твердотельного реле

Современные твердотельные реле (ТТР) собой представляют модульные полупроводниковые приборы, являющиеся силовыми электропереключателями.
Основные рабочие узлы данных устройств представлены симисторами, тиристорами или транзисторами.

ТТР не имеют подвижных частей, как отличаются от электромеханических реле.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Устройство внутри данных приборов может сильно отличаться все зависит типа регулируемой нагрузки и электрической схемы. Очень простые твердотельные реле включают такие узлы:

  1. Входной узел с предохранителями.
  2. Триггерная цепь.
  3. Оптическая (гальваническая) развязка.
  4. Переключающий узел.
  5. Защитные цепи.
  6. Узел выхода на нагрузку.

Входной узел ТТР собой представляет первичную цепь с постепенно подключенным резистором. Предохранитель в эту цепь встраивается опционально.

Задача узла входа – принятие управляющего сигнала и передача команды на коммутирующие нагрузку переключатели.
При переменном токе для деления контролирующей и ключевой цепи используют гальваническую развязку. От её устройства в большинстве случаев зависит рабочий принцип реле.

Ответственная за обработку входного сигнала триггерная цепь может включаться в узел оптической развязки или находиться отдельно.
Защитный узел препятствует появлению перегрузок и ошибок, потому что в случае неполадки прибора может выходить из строя и подключенная техника.
Главное предназначение твердотельных реле – замыкание/отключение питания электросети при помощи слабого управляющего сигнала.

В отличии от электромеханических заменителей, они имеют более небольшую форму и не делают во время работы отличительных щелчков.

Рабочий принцип ТТР

Работа твердотельного реле неимоверно проста. Большинство ТТР предназначается для управления автоматикой в сетях 20-480 В.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

При традиционном исполнении в корпус прибора входит два контакта коммутируемой цепи и два управляющих провода. Их кол-во может меняться при увеличении количества подключенных фаз. В зависимости от наличия напряжения в управляющей цепи, происходит включение или выключение главной нагрузки изделиями из полупроводниковых материалов.

Спецификой твердотельных реле считается наличие небесконечного сопротивления. Если контакты в электромеханических устройствах полностью разъединяются, то в твердотельных отсутствие тока в цепи обеспечивается качествами полупроводниковых материалов.

Благодаря этому при очень высоких напряжениях вероятно появление маленьких токов утечки, которые могут плохо отразиться на работе подключенной техники.

Классификация твердотельных реле

Области использования реле многообразны, благодаря этому и их особенности конструкции могут намного отличаться, в зависимости от потребностей определенной автоматической схемы. Делят ТТР по количеству подключенных фаз, виду рабочего тока, особенностям конструкции и типу схемы управления.

По количеству подключенных фаз

Твердотельные реле применяются как в составе бытовых приборов, так и в промышленной автоматике с рабочим напряжением 380В. Благодаря этому эти полупроводниковые устройства, все зависит от количества фаз, делятся на:
Однофазные ТТР дают возможность работать с токами 10-100 или 100-500А.

Их управление выполняется при помощи аналогового сигнала.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Трехфазные твердотельные реле способны пропускать ток в диапазоне 10-120А. Их устройство подразумевает реверсивный принцип функционирования, который обеспечивает надежность регуляции одновременно нескольких электро цепей. Часто трехфазные ТТР применяются для обеспечения работы асинхронного мотора.

В его схему электропроводки управления обязательно включаются быстрые предохранители из-за высоких пусковых токов.

По виду рабочего тока

Твердотельные реле нельзя настроить или перепрограммировать, благодаря этому они могут хорошо работать исключительно при определенном диапазоне электропараметров сети. В зависимости от потребностей ТТР могут управляться электроцепями с 2-мя видами тока:
Подобно можно обозначать ТТР и по виду напряжения активной нагрузки.

Большинство реле в домашних приборах работают с переменными параметрами.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Устройства с постоянным руководящим током отличаются большой надежностью и применяют для регуляции напряжение 3-32 В. Они держат большой температурный диапазон (-30..+70°С) без большого изменения параметров.
Реле, регулирующиеся электрическим током, имеют управляющее напряжение 3-32 В или 70-280 В. Они выделяются не высокими электромагнитными помехами и большой скоростью срабатывания.

По особенностям конструкции

Твердотельные реле часто устанавливают в единый электрический щит квартиры, благодаря этому большинство моделей имеют монтажную колодку для крепежа на DIN-рейку. Более того, есть особые отопительные приборы, размещающиеся между ТТР и опорной поверхностью.

Они дают возможность охлаждать прибор при высоких нагрузках, сохраняя его характеристики работы.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Между реле и отопительным прибором рекомендовано наносить слой термопасты, который площадь делает больше касания и повышает отдачу тепла. Есть и ТТР, предназначающиеся для крепеж к поверхности стены традиционными саморезами.

По типу схемы управления

Не всегда рабочий принцип регулируемой реле техники требует его мгновенного срабатывания. Благодаря этому изготовители разработали несколько схем управления ТТР, которые применяются в самых разных сферах:

  1. Контроль «через ноль». Подобный вариант управления твердотельным реле подразумевает срабатывание исключительно при значении напряжения, равном 0. Применяется в устройствах с емкостной, резистивной (нагреватели) и слабой индуктивной (преобразователи электрической энергии) нагрузкой.
  2. Мгновенное. Используется если необходимо резкого срабатывания реле при подаче управляющего сигнала.
  3. Фазовое. Подразумевает управление напряжения на выходе методом изменения показателей управляющего тока. Используется для плавного изменения степени нагрева или освещения.

Твердотельные реле отличаются и по многим иным, менее значимым, показателям. Благодаря этому при приобретении ТТР важно разобраться в схеме работы подключаемой техники, чтобы приобрести максимально подходящее ей регулировочное устройство.

Обязательно предусматривается запас мощности, так как реле имеет рабочий ресурс, который быстро расходуется при частых перегрузках.

Плюсы и минусы ТТР

Твердотельные реле не напрасно заменяют на рынке обыкновенные контакторы и пускатели. Эти полупроводниковые приборы обладают большим количеством положительных качеств перед электромеханическими аналогами, которые вынуждают потребителей выбор остановить собственно на них.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

К подобным плюсам относят:

  1. Невысокое электропотребление (на 90% меньше).
  2. Небольшие размеры, разрешающие устанавливать устройства в маленьком пространстве.
  3. Большая скорость запуска и выключения
  4. Пониженная громкость работы, отсутствуют отличительные для электромеханического реле щелчки.
  5. Не планируется техобслуживание.
  6. Большой служебный срок благодаря ресурсу в сотни миллионов срабатываний.
  7. Благодаря большим возможностям по вариации электронных узлов, ТТР имеют широкие области использования.
  8. Отсутствие электро-магнитных помех при срабатывании.
  9. Исключается порча контактов вследствие их механического удара.
  10. Отсутствие прямого физического контакта между цепями управления и коммутации.
  11. Возможность регулирования нагрузки.
  12. Наличие в импульсных ТТР автоматизированных цепей, защищающих от перегрузок.
  13. Возможность применения во взрывоопасных средах.

Перечисленных положительных качеств твердотельных реле не всегда достаточно для правильной работы оборудования. Благодаря этому они ещё не полностью вытеснили индукционные пускатели.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

ТТР имеют и минусы, которые не дают возможность им применяться в большинстве случаев. К ним относят:

  1. Невозможность работы большинства устройств с напряжениями более 0,5 кВ.
  2. Большая цена.
  3. Чувствительность к высоким токам, тем более в пусковых цепях электрических двигателей.
  4. Ограничения по применению в условиях большой влажности.
  5. Критическое снижение характеристик работы при температуре ниже 30°С мороза и выше 70°С тепла.
  6. Небольшой корпус приводит к избыточному нагреву устройства при стабильно высоких нагрузках, что требует использования специализированных устройств пассивного или активного охлаждения.
  7. Возможность расплавления устройства от нагревания при коротком замыкании.
  8. Микротоки в состоянии «закрыто» реле могут быть критическими для работы оборудования. К примеру, подключенные в сеть лампы дневного света могут иногда вспыхивать.

Подобным образом, твердотельные реле имеют конкретные области использования. В цепях высоковольтного оборудования которое применяется в промышленности их применение резко ограничено из-за несовершенных физических параметров полупроводниковых материалов.

Однако в домашней технике и автопрома ТТР занимают крепкие позиции за счёт собственных позитивных параметров.

Потенциальные схемы подключений

Схемы подсоединения твердотельных реле могут быть очень и очень разные. Каждая электроцепь выстраивается, исходя из свойств подключаемой нагрузки.

В схему могут добавляться дополнительные предохранители, контроллеры и устройства регулировки.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Дальше будут представлены самые простые и популярные схемы подсоединения ТТР.

  • нормально-открытая;
  • со связанным контуром;
  • нормально-закрытая;
  • трехфазная;
  • реверсивная.

Под нормально-открытым (разомкнутым) имеется в виду реле, нагрузка в котором расположена под напряжением если есть наличие управляющего сигнала. Другими словами подключенная техника оказывается в отключенном состоянии при обесточенных входах 3 и 4.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Под хорошо замкнутым имеется в виду реле, нагрузка в котором расположена под напряжением при отсутствии управляющего сигнала. Другими словами подключенная техника оказывается в исправном состоянии при обесточенных входах 3 и 4.
Есть схема подсоединения твердотельного реле, в которой управляющее и нагрузочное напряжение одинаково.

Подобный вариант можно применять одновременно для работы в сетях переменного и постоянного тока.
Трехфазные реле подключаются несколько по другим принципам.

Контакты могут соединяться в вариантах «Звезда», «Треугольник» или «Звезда с нейтралью».

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Реверсные твердотельные реле применяются в электрических двигателях в соответствующем режиме. Их делают в трехфазном варианте и включают 2 контура управления.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Собирать электрические цепи с ТТР нужно исключительно после их подготовительной прорисовки на бумажном носителе, так как ошибочно подключенные устройства могут поломаться из-за короткого замыкания.

Использование на практике устройств

Сфера применения твердотельных реле очень широка. Из-за большой надежности и отсутствия потребности в постоянном обслуживании их часто устанавливают в местах куда сложно добраться оборудования.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Ключевыми же сферами использования ТТР считаются:

  • система терморегуляции с использованием Нагревательных элементов трубчатого типа;
  • поддержание стабильной температуры в процессах технологии;
  • контроль работы преобразователей электрической энергии;
  • регулировка освещения;
  • управление электрическими двигателями;
  • схемы датчиков движения, освещения, фотодатчиков и т.п.;
  • источники бесперебойного питания.

С увеличением автоматизации техники для дома твердотельные реле приобретают все широкое распространение, а развивающиеся полупроводниковые технологии регулярно открывают новые области их использования.

Выводы и полезное видео по теме

Представленные видеоролики смогут помочь лучше понять работу твердотельных реле и познакомиться со способами их подсоединения.
Фактическая презентация работы самого простого твердотельного реле:


Разбор разновидностей и специфик работы твердотельных реле:

Твёрдотельное реле. Что это такое и как работает? Испытание на практике

Испытание работы и степени нагрева ТТР:

Установить электрическую цепь из твердотельного реле и датчика может фактически любой человек. Впрочем планирование рабочей схемы требует базовых знаний в электротехнике, так как ошибочное подключение может привести к удару током или короткому замыканию.

Зато в результате правильных действий можно получить множество полезных в бытовых условиях приборов.

Твердотельные реле. Схемы подсоединения

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Схемы подсоединения твердотельных реле
В данной статье обговорим схемы подсоединения твердотельными реле (ТТР), и методы управления ими.

Напоминаю, для тех кто не в курсе – Что такое твердотельное реле и как оно работает – обратитесь к более старой моей статье О рабочих принципах твердотельных реле.
Схемы включения аналогичных реле не неимоверно сложные, однако, как и везде, имеются собственные характерности.

Твердотелки – нужно ли их применять?

Для начала рассмотрим также правильность использования подобных реле. К примеру, настоящий случай:

У нас на предприятии на одном станке стоят соленоидные клапаны с питанием 24VDC 2А. Эти два клапана соединены параллельно, и включаются-выключаются с частотой приблизительно 1 раз в секунду.

Питание идёт через реле. И, не обращая внимания на то, что минимальный ток реле 10А индуктивной нагрузки, случалось менять его каждый месяц-два. Поставили мы твердотелку – и забыли, работает тихо и проблем уже 2 года.

Другой случай, когда такие реле не требуются:

Самый простой контроллер температуры, точность поддержания не существенна.

Нагрузка – Трубчатые нагреватели, работают в водной массе круглые сутки. Чаще, чем раз в году, один из Нагревательных элементов трубчатого типа замыкает или коротит на корпус. Тут высокая вероятность того, что ТТР выгорит, так как они очень восприимчивы к перегрузкам.

О перегрузках и защите твердотельных реле будет детально сказано ниже, а в этом случае лучше применить традиционный пускатель, который отлично справится с перегрузкой и стоит на порядок доступнее.
Благодаря этому, за модой гнаться не стоит, а лучше применить трезвый расчет.

Расчет по току и по финансам.
Если кому-то придёт в голову, можно кнопкой звонка или герконом запускать мотор мощностью 10 кВт!

Однако не так все просто, подробности будут ниже.

Различия схем включения реле

По виду подсоединения твердотельные реле можно поделить на такие категории:

По управлению (виду входного управляющего сигнала):

  • стабильное напряжение (встречается очень часто),
  • переменое напряжение,
  • постоянный ток 4-20 мА,
  • переменный резистор.

По виду коммутируемого тока

По количеству фаз

Во всяком случае, для выбора ТТР и его схемы включения необходимо руководствоваться мануалами на данное реле.

Кстати, советую мою статью про трехфазное и однофазное напряжение.

Терминология и отличия разжеваны не пальцах)))

Схемы подсоединения твердотельных реле

Теперь рассмотрим подключение твердотельного реле детальнее.
Управление твердотельными реле схемотехнически такое же, как и у привычного реле.

Ниже упрощенно показана схема включения реле электрического тока с сигналом управления 24В постоянного тока:

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Схема включения твердотельного реле
Схема показана для реле, у которого управляющее напряжение постоянное, от 5 до 24 Вольт.

Данное реле может коммутировать переменое напряжение до 240 Вольт, ток до 20 А.

С током не все так просто, но про это ниже.

Как работает схема.

На вход (контакты 3 и 4, исполнять полярность!) подается управляющее напряжение от источника 24В. Подается оно через цепь управления, которая представлена как НО контакт. Этим контактом может быть и простое реле, и выход контроллера, и измеритель с релейным выходом или транзисторным выходом типа PNP.

Про НО контакты и PNP выходы датчиков я детально написал в данной статье. Очень советую!

НЗ – это закрытые (замкнутые) контакты, через которые в нормальном положении (без активации руководящим сигналом) течёт ток.

НО – это открытые (незамкнутые) контакты, через которые в нормальном положении (без активации руководящим сигналом) ток не течёт.
Условные выходные контакты ТТР также будут НО, т.к. без активации цепи управления нагрузка выключена.

Теперь детальнее по управлению твердотелками.

Схемы с управлением от транзистора

Тут транзистор может быть выходом любого полупроводникового прибора – датчика приближения, контроллера, и т.п.

Управление транзистором PNP, НО реле

Скажу, что со схемами управления, которые я взял из брендовых руководств, полная путаница. Можете сами разобраться, а я расскажу собственное мнение.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Управление транзистором PNP, НО реле
Под “хорошо открытым контактом” (читали, что это, ссылку я давал выше?) имеется в виду, что без управляющего напряжения (на базе транзистора) твердотельное реле не пропускает ток.

Напряжение между входными контактами 3 и 4 недалеко до нуля, реле выключено. При подаче входного управляющего напряжения на базу транзистора (к примеру, +5В), транзистор открывается и плюс подается на вход 3. Реле открывается, нагрузка питается.

Управление транзистором NPN, НЗ реле

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Управление транзистором NPN, НЗ реле
Когда транзистор закрыт (не активен), на управляющий вход твердотельного реле подается напряжение, нагрузка под напряжением.

Управление транзистором NPN, НО реле

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Когда транзистор закрыт (не активен), на управляющий вход твердотельного реле подается напряжение, близкое до нуля, и нагрузка без напряжения.

Управление резистором

Медленно подходим к электрическому току.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Управление переменным резистором
Не путать электрический ток и переменный резистор!

В этом случае твердотельное реле практически считается регулятором освещения, который изменяет скважность напряжения на выходе для нагрузки, которая приспособлена для этого. Такие реле – лишь с коммутацией электрического тока, и включаются/выключаются 100 раз в секунду.

Схема с фиксацией и управлением кнопками (защелка)

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Управление твердотельным реле с фиксацией включения
Схема включения примечательна тем, что можно включать – выключить нагрузку, применяя только две кнопки – Пуск и Стоп.

Другими словами, схема аналогичная, как и при применении привычного реле. Точнее, магнитного контактора.

Важно, что управляющее напряжение равно напряжению питания нагрузки.

Схема нарисована тайваньскими инженерами, попытаемся разобраться в ней.

Кстати, её же можно применять для коммутации и переменного, и постоянного тока.

Схема работает подобным образом.

Исходно управляющее напряжение поступает на клемму 3 ТТР с источника питания через НЗ контакты кнопки Стоп. Если нажать на кнопку Пуск (слева на схеме) напряжение с иного полюса источника поступает через НО контакты на клемму 4 ТТР.

Реле включается, напряжение на клемме 1 возникает, и подается через резистор (вверху схемы) на клемму 4. Прошла доля секунды, кнопку Пуск можно отпускать, нагрузка питается до той поры, пока не будет нажата кнопка Стоп.

Схемы включения трехфазных твердотельных реле

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Трехфазное твердотельное реле, схемы подсоединения.
Здесь источник трехфазного напряжения – с правой стороны по схемам, нагрузка – слева. Управляющее напряжение может быть самым разным (переменным или постоянным).

Более того, коммутация бывает как по двум фазам, так и по трём, это важно! Детальнее ниже.

Реверсивные твердотельные реле

Есть также особые трехфазные твердотельные реле для реверса двигателей, у которых два управляющих входа.
Пример включения трехфазного реле – на фото опубликовано ниже:

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Включение трехфазного твердотельного реле
Как видно, реле не очень трехфазное, одна фаза подается на мотор регулярно, что будет причиной опасности.
На корпусе реле напечатана его схема включения, где все ясно.

Реле реверсивное, и у него два входа – Forward и Reverse (Вперёд/Назад). Для реверса фазы L1 и L2 меняются местами.

Важно – в середине реле нет блокировки от одновременного включения в двоих направлениях, и ее нужно обеспечить аппаратно (блокировочные контакты кнопок/реле) и программно (если управление – от контроллера). Если это не учесть, то вероятна ситуация, когда силовые выходы 1, 2, 3, 4 будут замкнуты накоротко ?? .

Выбор твердотельных реле, защита и специфики работы

Простое реле и пускатель очень легко держат непродолжительные перегрузки до 150 и даже 200% от номинала. Тем более, если не коммутировать нагрузку с подобным током, а увеличивать ток после замыкания, и уменьшать перед отключением питания.
Обыкновенные контакты способны выдержать и непродолжительный ток КЗ, если сработает защита с правильной уставкой тока.

Просто, возможно, нужно будет потом контакты очистить.
Твердотельные реле от перегрузок страдают сильнее, за пол периода портятся безвозвратно, и контакты потом не очистить, из-за отсутствия таких.

Это как в звукотехнике.

Ламповая техника при перегрузках ощущает себя хорошо, лишь немножко “потеет”, а транзисторы начинают жутко ухудшать сигнал и могут поломаться. За это до этих пор так ценятся ламповые усилители, за их мягкий, бархатный звук на предельных мощностях.

Иное дело, что источников хорошего сигнала в настоящий момент фактически нет, все заполонил mp3 128kbps, и то как максимум. Однако это тема индивидуальной статьи…

Если при подборе пускателя достаточно подобрать запас в 10-20% и обезопасить его простым автоматом, то с твердотельными устройствами все труднее.
Благодаря этому для твердотельных реле советуется для активной нагрузки (лампы, Трубчатые нагреватели) запас по минимальному току в 2-4 раза. При пуске асинхронных двигателей из-за большого пускового тока запас по току необходимо расширить до 6-10 раз.

Другими словами, трехфазная твердотелка Fotek TSR-40AA-H на 40А, показанная на фото немного выше, на собственных 40 амперах работать навряд ли будет. Мощность мотора, которую можно коммутировать в этом случае – от 2,2 кВт до 5 кВт.

Причём мотор 5 кВт (это около 10А) должен запускаться обязательно на холостом ходу, с небольшим пусковым моментом, а нагрузку к нему прикладывать можно после пуска и разгона.
Кстати, с индуктивной нагрузкой твердотельные реле могут вести себя неадекватно, у меня были проблемы.

В случае высокоиндуктивных нагрузок (преобразователи электрической энергии, катушки с магнитопроводами, электрические звонки, и т.п.) необходимо параллельно нагрузке включать RC-цепь (снабберную цепь из последовательных резистора и конденсатора) для снижения воздействия противо-ЭДС. Также, эта цепь снижает общую индуктивность нагрузки, т.е. выполняет её более активной.

И ТТР легче работать.

Напоследок – защита при КЗ

Изготовители советуют применять особые предохранители для твердотельных приборов:

  • gR – предохранители для всего диапазона рабочих токов, для спасения изделий из полупроводниковых материалов(более быстродействующие , чем gS)
  • gS – предохранители для всего диапазона рабочих токов, для спасения изделий из полупроводниковых материалов, при очень высокой загрузке линии.
  • aR – предохранители для всего диапазона рабочих токов, для спасения изделий из полупроводниковых материалов от короткого замыкания.

Такие предохранители дорого стоят (сравнимы с ценой самого твердотельного реле), благодаря этому во многих случаях можно применять защитные автоматы класса В. Чем же они хороши и как они спасут наши твердотельные реле от выгорания при КЗ?

Напомню, в 99% везде встречаются автоматы класса С. Класс D ставят в качестве вводных рубильников и при больших пусковых токах (мощные двигатели, преобразователи электрической энергии). А класс В – наиболее уязвимый, срабатывает до недавнего времени всех.
Кстати, гуру электрики и электрической проводки, cs-cs.net, предлагает дома устанавливать автоматы только В класса.

И большинство производителей – советуют устанавливать В класс на электрические плиты, нагреватели воды – туда, где нет двигателей и пусковых токов.
Почему – поясню на графике.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Кривые выключения или токо-временные характеристики
Детально про выбор защитного автомата рассказано в другой статье.

Но мы вернёмся к нашему трехфазному твердотельному реле Fotek TSR-40AA-H на 40А, про которое я писал выше. Чтобы его гарантированно обезопасить от КЗ, нужно обязательно поставить вот такой автомат:

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Автомат с характеристикой В6 (обведено красным)
Он быстро сработает при токе 20…30 Ампер и спасет твердотелку.

А от перегруза нужно будет поставить мотор-автомат на ток 4-6,3 А. И это все будет питать мотор на 2,2 кВт, лучше меньше. Либо Нагревательный элемент трубчатого типа, тогда мотор-автомат не требуется.

Пишите в комментариях, у кого какой навык по использованию!
Полезные файлы, возможно, написано информативнее, чем у меня:

Где приобрести твердотельные реле

Если Вы проживаете в мегаполисе, то лучше разумеется отправится в находящийся рядом магазин – и спустя час реле можно ставить. Но, допустим, у меня в Таганроге такие реле – исключительно под заказ, и приобрести их можно лишь через фирмы в Ростове.
Благодаря этому, на данное время прекрасный вариант – приобретать твердотельные реле во всемирной сети, через АлиЭкспресс.

Цены приблизительно те же, но минус в том, что доставка может быть около месяца.
Пишите в комментариях, у кого какие вопросы, отзывы и навык по использованию!

Рабочий принцип и схема подсоединения твердотельного реле

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

ТТР (Твердотельное реле) (англ. SolidStateRelay (SSR) – полупроводниковое устройство, рассчитанное на управление изменений электротока.

Основное назначение устройства – изоляция между цепями напряжения.
ТТР – регулятор мощности напряжения, обеспечивает правильную функциональность электрических систем разного оборудования, контролирует и управляет включением и выключением приборов.

Рабочий принцип

Схема всех SSR фактически одинаковая, даже в том случае, если есть разница, она совсем не влияет на рабочий принцип.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Схема SSR постоянного тока
Рабочий принцип механизма состоит в замыкании и отключения питания контактов, которые передают напряжение. Создается это при помощи активатора, другими словами твердотельного прибора.В зависимости от характера тока (переменного или постоянного) применяется вид силового элемента (полупроводниковый прибор).

Для постоянного тока применяются транзисторы, для переменного – симисторы и тиристоры. Транзистор пропускает постоянный ток.

Симистор проводит ток в 2-ух направлениях, а тиристор может проводить напряжение и в 1ом и в 2х направлениях.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Схема твердотельного реле электрического тока

На вход поступает электрический сигнал, дальше он подаётся на оптический светоизлучающий диод. Оптическая развязка обеспечивает изоляцию между входной, переходной и выходной цепью. В работу включается триггерная цепь.

Она управляет переключением выхода ТТР. Переключающая цепь передает напряжение на нагрузку, которая представлена транзистором, тиристором или симистором. Защитная цепь необходима для хорошей работы ТТР при разных нагрузках.

Для устранения сгорания контактов устройства, рекомендуется установка предохранителя.

Виды устройства

SSR отличаются по следующим особенностям.

  1. Характер тока в сети
  • Однофазное реле способно коммутировать переменный ток от 10 до 120 А или от 100 до 500 А. Управление проходит через фазу при помощи аналогового сигнала (беспрерывный по времени) и переменного резистора (компонент электрической цепи). В основном, корпус однофазного SSR типовый, модульный (завершенная конструкция).
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Однофазное реле используется в домашних приборах.
Рекомендация.

Установка однофазного ТТР в электрическую систему обезопасит технику для дома от неполадки.

  • Трехфазное релекоммутирует электричество на трёх фазах сразу. Диапазон напряжения 10 – 120 А. Отдельными свойствами обладает реверсивное трехфазное ТТР. Выделяется надёжной коммутацией цепей. Сфера применения – переменчивая работа мотора.

Чтобы не случалось перенапряжение, применяется варистор (полупроводниковый резистор)или предохранитель. Трёхфазное SSR имеет длительный срок применения если сравнивать с однофазным устройством.
Наши читатели советуют!

Для экономии на платежах за электрическую энергию наши читатели рекомендуют ‘Экономитель энергии Electricity Saving Box’. Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до применения экономителя.

Он убирает реактивную составляющую из сети, из-за чего уменьшается нагрузка и, как последствие, ток использования. Электрические приборы потребляют меньше электрической энергии, уменьшаются расходы на ее оплату.

  • Коммутация постоянного тока. Используется при систематическом напряжении от 3 до 32 вольт. Выделяются большой надежностью работы. Поддержка температур от -30 до +70 выполняется фактически у всех моделей.
  • Коммутация электрического тока. SSR электрического тока отличается небольшим соотношением электро-магнитных помех, бесшумностью, экономным потреблением энергии и своевременной работой. Диапазон напряжения от 90 до 250 вольт.
  • Реле, управляемое вручную. Оно дает возможность управлять настройками.

Коммутация – процесс переключение и выключение напряжения. Происходит очень быстро при замыкании и размыкании цепей.

  1. Вид коммуникации
  • Конструкция с фазовым регулятором мощности. Вид коммуникации – изменения на выходе нагрузки с управлением мощности, нагреванием (показатель освещения).
  • Прибор, управляемый нулевым регулятором мощности. Область применения –коммутация ёмкостных (конденсатных) резистивных (лампы и нагреватели) слабо индуктивных приборов. SSR с нулем нужны для коммутации индуктивных (преобразователи электрической энергии, двигатели) и резистивных нагрузок если необходимо мгновенного действия.
  1. По конструкции
  • Ставящиеся на одну планку.
  • Устанавливаемые на рейки переходного типа.

Области использования

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

SSR не заменит полностью электромагнитный аналог, но во многих областях превышает его в использовании.
Область использования очень широкая.

Его устанавливают в том оборудования, где необходимо надежное и долгое применение системы.

  • Для поддерживания постоянной температуры в технологичном процессе.
  • Регулятор мощности тока.
  • При замене пyскателя реверсивного типа.
  • Электро двигатель.
  • Датчик работающий на движение.
  • Измеритель освещения.
  • Регулятор света (выключатель с регулировкой яркости лампы).
  • Станки для производства.
  • Температурный регулятор камеры.

Далеко не полный перечень применения.

Плюсы применения

Твердотельное реле используется в различных электрических цепях- низковольтных, высоковольтных. От самого простого прибора для домашнего применения, которое есть в любом доме до крупного объекта промышленности.

  • Небольшой размер предоставляет возможность применения в ограниченных пространством условиях, и перемещать его.
  • Более точный и стабильный температурный регулятор если сравнивать с электромагнитным устройством.
  • Скорость быстрого включения в работу без потребности долгого запуска.
  • Экономия электрической энергии из-за применения полупроводников взамен электромагнитного разнесения.
  • Прочность работы. Реле может выполнить свыше миллиарда срабатываний.
  • Продолжительный эксплуатационный срок без надобности прохождения постоянного техобслуживания.
  • Отсутствие источников искр.
  • Включение в цепь без помех из-за герметичной конструкции.
  • Бесшумность работы.
  • Не происходит дребезжания благодаря быстрому старту.
  • Широкая область использования. ТТР применяется для регулятора работы многих устройств.

Как подобрать полупроводниковое устройство?

Приобретая твердотельное реле необходимо обратить собственное внимание на его важные характеристики:

  • Вид SSR.
  • Материал корпуса.
  • Вид включения – быстрый или постепенный.
  • Изготовитель.
  • Наличие крепежей.
  • Уровень электропотребления.
  • Размер ТТР.
  • Следует предусмотреть коммутируемый регулятор напряжение.

Важно! Реле должно иметь большой запас мощности напряжения для его хорошего и длительного применения. Иначе при скачке напряжения случится неполадка.

Создавая работы по проведению электрической системы помещения и устанавливая оборудование, не зависимо от его масштабов, важно чтобы все работало надежно и исправно. Осуществлению этого способствует полупроводниковое устройство.

При верном подборе типа SSR и правильной установке, оно будет долговечно.

Твердотельное реле – устройство и характерности конструкции

Главная страница » Твердотельное реле – устройство и характерности конструкции

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Электромеханическое реле (ЭМР) — бюджетный, простой в применении электронный прибор. Такой вид коммутаторов позволяет переключать цепь нагрузки при помощи управления электрическим изолированным входным сигналом. Но электромеханическое реле обладает серьёзным недостатком – действует на механической основе.

Фактор механики уменьшает, например, скорость переключения (время отклика) контактной группы. В этом смысле конструкция твердотельных реле смотрится более симпатичной.

Также эксплуатационную долговечность твердотельное реле гарантирует более длительным периодом если сравнивать с прибором механического действия.

Твердотельное реле: причины возникновения

Собственно с целью преодоления выделенных минусов ЭМР, был разработан другой вид устройств коммутации, именуемый твердотельным реле (ТТР).
Сравнительно новый прибор короткого замыкания собой представляет твердотельный бесконтактный, чисто электронный конструкторский вариант.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Существующий выбор приборов открывает много возможностей с целью решения задач электро-электронного характера. Очень разнообразные модели ТТР предлагает рынок электроники
Полупроводниковое реле, выступая исключительно электронным устройством, логически отрицает наличие двигающихся частей в составе конструкции.

Функции механических контактов твердотельного устройства заменены силовыми полупроводниковыми ключами:
Электрическое зонирование (развязка) между входным руководящим сигналом и входным напряжением нагрузки выполняется с помощью высокочувствительной оптопары.

Характерности выполнения электронных коммутаторов

Исполнение твердотельного реле обеспечивает большую степень надежности, долговечность эксплуатации. Практика использования отмечает большое снижение электро-магнитных помех.

С точки зрения скорости действия – ТТР показывает мгновенное время отклика если сравнивать с простым электромеханическим коммутатором.
Требования в отношении к мощности управления входным сигналом твердотельного реле, в основном, довольно низки.

Благодаря этому твердотельным приборам свойственна просторная совместимость.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Предполагаемая конфигурация приборов: 1, 2, 3, 4 — схема управления ключом; А — транзисторная на постоянный ток нагрузки; В — тиристорный мост под электрический ток; С — методичное включение тиристоров под электрический ток; Е — симисторная под электрический ток
Электронные коммутаторы совместимы с огромным числом элементов семейства логических интегральных схем. При этом нет надобности внедрения дополнительных буферов, драйверов, усилителей сигнала.

Впрочем, будучи полупроводниковым устройством, твердотельные реле часто просят установки на мощные отопительные приборы охлаждения для устранения перегрева основного переключающего полупроводника.

Твердотельное реле: логика действия

Практично устройствами электрического тока предусматривается переключение в состояние «включено» в точке пересекания нуля синусоидальной формой электрического тока.
Так устраняется момент высоких пусковых токов при переключении индуктивных или емкостных нагрузок.

Фактор переключения: 1 — состояние ключа «включено»; 2 — состояние ключа «отключено»; 3 — важная точка включения; 4 — напряжение включения; 5 — важная точка выключения; 6 — отпирающее напряжение; 7 — состояние выхода
Противоположная функция переключения тиристоров, транзисторов, симисторов в состояние «выключено» обеспечивает усовершенствованные характеристики с точки зрения потенциального образования электрической дуги, чем классически «болеют» контакты электромеханических реле.

Подобно конструктивному исполнению электромеханических реле, на выходных клеммах ТТР также требуется наличие цепи амортизаторов из серии резистивно-конденсаторной группы.
Таким вариантом выполняется защита выходных полупроводников коммутационных устройств от импульсных помех и стрессов.
В основном, такой вид помехи образуется при переключении высоко-индуктивных или ёмкостных нагрузок.

Конструктивное исполнение большинства современных ТТР учитывает внедрение защитных RC-шлюзовых цепей конкретно в тело приборов. Данный момент нет необходимости восполнять схему внешними электронными элементами.

Пару слов о твердотельных реле.

Ненулевые переключатели-детекторы перекрестных помех (мгновенное включение), обычные ТТР, применяются в конструкциях с фазовым управлением.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Варианты управления ТТР: А — прямое переключение управления; В — транзисторное переключение; С — управление логическим элементом: Е — управление микроконтроллером
Обыкновенный пример: управление освещением на концертах, шоу, дискотеках и т. п. Также часто устройства применяются для управления частотой вращения вала электрических двигателей.

Так как выходным коммутационным устройством твердотельного реле считается полупроводниковое устройство (транзистор для цепей коммутации постоянного тока или комбинация симистор-транзистор для переключения электрического тока), падение напряжения на выходных клеммах ТТР в большинстве случаев может достигать 1,5-2,0 вольт.
При многократном переключении больших токов потребуется дополнительный тепловой отвод при помощи железных отопительных приборов.

Системы ввода-вывода модульного типа

Модульный интерфейс ввода-вывода также необходимо рассматривать обычным твердотельным реле, специально приготовленным под интерфейсы компьютеров, микроконтроллеров, для «настоящих» нагрузок и переключателей.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

8-канальный модуль твердотельного реле (электрического тока), оборудованный интерфейсом USB. Аналогичные решения находят частое использование в составе компьютерной техники

Доступны 4-ре основных типа модулей ввода-вывода:

  1. Входное напряжение электрического тока с выходом логического уровня TTL или CMOS.
  2. Входное напряжение постоянного тока с выходом логического уровня TTL или CMOS.
  3. Выходной сигнал TTL или CMOS для переменного напряжения на выходе.
  4. Выходной сигнал TTL или CMOS для постоянного напряжения на выходе.

Любой из модулей содержит в одном маленьком устройстве все нужные схемы для обеспечения полного интерфейса и обеспечения изоляции.
Устройства доступны в виде некоторых твердотельных модулей или объединены в составе 4, 8 или 16-канальных систем.

Минусы твердотельных реле

Главными минусами твердотельных реле (ТТР), если сравнивать с электромеханическим реле одинаковой мощности, считаются более большие расходы на изготовление данного вида электронных приборов.
В состоянии «выключено» отмечаются утечки тока через коммутационное устройство. Более того, в состоянии «включено» отмечается фазное падение напряжения и рассеивание мощности, что требует использования дополнительных отводящих тепло устройств.

Твердотельные реле не в состоянии обеспечить переключение при малых токах нагрузки, а еще прохождение высокочастотных сигналов, аналогичных аудио или видео.
Правда, для такого варианта коммутации есть и доступны особые полупроводниковые переключатели.

Изготовление твердотельного реле собственными руками

Конкретно собственными руками, каждому электронщику среднего уровня под силу собрать обычное твердотельное реле. Прибор, изготовленный собственными руками, может применяться для управления нагрузкой, питаемой от бытовой сети электрического тока.

Например, можно создать более успешным управление лампами освещения или электрическими двигателями, если собрать электронный регулируемый коммутатор по следующей схеме.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Схема для сборки собственными руками под нагрузку 300-600 Вт при напряжении 120 — 220В: 1 — оптопара МОС 320, МОС 341; 2 — симистор BTA06-600B; 3 — сигнал управления от микроконтроллера
Схема основывается на электронном устройстве развязки — оптопаре MOC 3020. Между тем опто-симисторный регулятор MOC 3041 имеет те же характеристики, но дополнительно наделён встроенной системой детектирования пересекания точки нуля.

Такой вариант дает возможность получить всю мощность без тяжёлых пусковых токов при переключении индуктивных нагрузок. Благодаря диоду D1 устраняется повреждение схемы из-за причины обратного подсоединения входного напряжения.
Резистор R3, номиналом 56 Ом, шунтирует прохождение токов, когда симистор находится в состоянии закрытого перехода, исключая неправильное срабатывание.

Этим же резистором организуется связь терминала затвора с нижним по схеме электродом, чем обеспечивается полное закрытие перехода симистора.
Если применяется входной сигнал широтно-импульсной модуляции, частота переключения режимов «включено-отключено» должна быть поставлена максимум на 10 Гц не больше для нагрузки электрического тока.

В другом случае, переключение состояния выходной цепи реле может быть нарушено.

Детальный видео-рассказ о рабочих принципах ТТР

Твердотельное реле: схема, обзор цен, рабочий принцип

Основная особенность твердотельных реле – отсутствие в их структуре механических подвижных частей. Этот полупроводниковый прибор нашёл активное использование в современных электронных схемах.

Главное назначение твердотельного реле – активация и деактивация работы электроцепей за счёт подачи малого напряжения на управляющие узлы.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Твердотельное реле способно создавать контакты между цепями с радикально отличающимися критериями напряжения. Оно может взаимодействовать как с постоянным, так и с электрическим током, по тому же принципу с классическими электромеханическими устройствами.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Конструкция и рабочий принцип твердотельного реле

По технологии создания твердотельные реле можно отнести к гибридным устройствам. Функцию контактной группы в твердотельных реле берёт на себе электронный силовой ключ. Это дает возможность избежать проявления дуги в процессе коммутации.

Подобное качество незаменимо при работе узла на участках сильного химического загрязнения.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Среди прочих достоинств элемента можно отметить:

  • сверхбыструю реакцию на поступивший сигнал (тысячные доли миллисекунд);
  • отсутствие гистерезиса;
  • огромный диапазон рабочих температур;
  • бесшумное изменение показателей цепи.
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Собственную важную функцию твердотельные реле выполняют за счёт изделий из полупроводниковых материалов. Процесс действия схож с традиционным реле, которое, как мы знаем, в себя включает управляющие катушки и особые контакты. При подаче напряжения происходит замыкание, либо отключение питания контактов.

Альтернативой этим контактам и являются полупроводниковые приборы.
Очень часто в составе твердотельных реле такими являются симисторы, тиристоры и транзисторы.

Приборы, выпускаются в массовом производстве, имеют в составе подобные элементы, которые дают возможности настраивать ток до 100+ А.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Схема для подсоединения реле

Все полупроводниковые устройства подобного рода разделены на участки, среди них: входная часть, оптическая развязка, триггер, а еще цепи переключения и защиты. При входе есть отдельная первичная цепь, куда последовательным способом включено сопротивление. Основная задача входного участка – принимать импульсы, передавая их в последующем на участок коммутации.

На схемах и фото твердотельного реле видно, что две цепи имеют между собой слой изоляции. Его роль делает оптическая развязка. От типа и свойств развязки зависят общие конечные характеристики прибора и характерности его работы.

Чтобы понимать, как правильно подключить твердотельные реле, нужно детальнее разобраться в его конструкции. Так, сигнал при входе отделывается с помощью триггерной цепи. Цепь собой представляет индивидуальную деталь конструкции и активно задействуется в переключении выхода.

Она, в зависимости от структуры прибора, может также входить в состав упомянутой выше развязки.
Управление напряжения нагрузки происходит на участке, где размещены транзистор, симистор и диод из кремния.
Дополнительно должна быть поставлена система защиты, предохраняющая узел от допустимых проблем в работе.

Цепь защиты может быть внутренней, либо внешней.

Виды твердотельных реле

По нагрузке

Определенный вид прибора определяется вариацией применяемой нагрузки. По такому параметру реле разделяют на однофазные и трёхфазные:

  • Однофазные работают с током от 10 до 120 А, либо от 100 до 500 А. Управление фазы происходит за счёт аналогового сигнала и элемента сопротивления.
  • Трёхфазные приборы выполняют соединение на всех трёх участках сразу. Их рабочий диапазон также может составлять от 10 до 120 А. Есть отдельные вариации приборов, работающих по принципу реверса и осуществляющих бесконтактную коммутацию.

По конструкции

По разновидности конструкции твердотельные реле могут быть:

  • Типовые. Крепятся на переходные рейки;
  • Предназначающиеся для установки на металлопрофиль (DIN-рейки).

По типу управления

По типу управления и свойствам применяемого напряжения приборы разделяют на:
Устройства постоянного тока.

Работают под действием стабильного электричества. Показатели мощности – от 3 до 32 Вт. Для этого типа свойственны большие удельные критерии, наличие светодиодных индикаторов, большой параметр надёжности.

Фактически для всех названий приборов самой лучшей рабочей температурой являются цифры от -30 до +70°C.
Устройства электрического тока.

Их основной плюс – фактически полное отсутствие э-м помех, небольшой шумовой показатель во время работы, экономия в плане использования электричества и своевременность самой работы. Диапазон рабочей мощности – от 90 до 250 Вт.
Устройства с мануальным управлением.

В них вы можете сами подобрать хороший вид действия. Аналогичная функция воплощена за счёт применения переменных резисторов.

По методу коммутации

Исходя из метода коммутации, приборы делятся на:
Осуществляющие переход через 0. Способны настраивать нагрузки емкостные, редуктивные, а еще невысокие индукции. При подаче сигнала управления, напряжение на выходе появляется в момент достижения напряжением линейным нулевой метки.

Благодаря чему встречается снижение стартового критерия тока, убираются посторонние помехи и увеличивается продолжительность применения коммутируемых показателей. Этот подвид реле не способен выполнять коммутацию высоких индукций, для условных преобразователей электрической энергии, работающих в режиме ХХ, он недопускается к использованию.
С моментальной (случайной) активацией.

Данные устройства идут в ход, если нам требуется моментальное включение. Напряжение на выходе возникает в связке с пуском сигнала управления. Задержка активации, в основном, составляет не более 1 мс.

Весомый недостаток подобного рода устройств – импульсные неточности, а еще изначальные броски тока, наблюдаемые при изменении показателей.
С фазовым воздействием. Эти приспособления предоставляют возможность менять напряжение нагрузки на выходе.

Благодаря этой функции, у вас получится настроить требуемую мощность для осветительных источников и тепла.

Эксплуатационные особенности

Как ясно из рабочего принципа, твердотельное реле важнее всего применять в случаях, когда за небольшой период времени нужно немалое количество раз подать и убрать нагрузку.
Индукционные приборы с этой задачей справляются плохо, быстро теряют собственные свойства и просто-напросто могут поломаться.

В них постоянно необходимо чистить контакты, и даже, если вы будете это делать, риск выгорания или залипания контакта все равно большой.

Твердотельные приборы, со своей стороны, предоставляют высокую прочность, а еще тихую и работу без перебоев. Также, они обладают скромными габаритами.

Однако при этом имеют ощутимо высокую цену, чем индукционные узлы. Благодаря этому, если имеет место фактор экономии, полупроводники не всегда считаются прекрасным вариантом.

В общем, устройство активно применяется для создания промышленных машин, в горной, металлургической, химической и медицинской сферах. С его помощью также делают изделия для обороны и реализуют процессы телеметрии.

Для адекватной эксплуатации прибора, а еще, если у вас есть желание знать, как проверить твердотельное реле, необходимо запомнить следующие тезисы:

  • Соединение в устройствах выполняется винтовым методом. Пайка для этой цели не применяется.
  • Дабы не изменить целостность корпуса и не позволить выхода прибора из строя, оградите его проникновения пыли, частиц металла и любых воздействий механики снаружи.
  • Держите реле подальше от легко возгораемых предметов. Не трогайте устройство в активной фазе его работы, есть опасность получения ожога.
  • Перед тем как включить прибор, необходимо проверить, правильно ли воплощена коммутация.
  • Если температура корпуса достигла метки более 60°C, разместите прибор на охлаждающий отопительный прибор.
  • Только не допускайте короткого замыкания на участке выхода. Это приведёт к мгновенной неполадке устройства.

Фото твердотельного реле

Твердотельное реле постоянного и переменного тока — рабочий принцип — блог СамЭлектрик.ру

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

SSR (твердотельное реле) OMRON
Твердотельные реле используют сегодня в промышленном оборудовании, там где необходима высокая надежность и небольшие размеры.

У твердотельных реле есть аббревиатура на русском – ТТР. По-английски наименование звучит Solid State Relay, SSR.

Другими словами, ТТР и SSR – все то же самое.
Как легко догадаться, главный недостаток данных устройств – цена, но в данной статье побеседуем про хорошие качества и характерностях данных великолепных устройств.

Рабочий принцип и устройство твердотельных реле

Для начала, Что такое простое реле? Это устройство, имеющее контакты, и катушку управления.

Контакты приводятся в действие (замыкаются, или размыкаются, не имеет значения) подачей напряжения на катушку реле. Другими словами, необходимо определённое управляющее (активирующее) напряжение, которое приводит в действие контакты.

В твердотельном реле – то же самое. Есть управляющее напряжение (постоянное или переменое, различного уровня, зависит от типа реле), и есть «контакты», которые замыкаются.

Почему «контакты» в кавычках – так как их по настоящему нет, их роль выполняют полупроводниковые (твердотельные, отсюда и наименование) приборы.
В основном, тиристоры или симисторы (для коммутации электрического тока) и транзисторы (для постоянного тока).

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Твердотельное реле электрического тока OMRON. Управляющие контакты – на переднем проекте

Как правило, любой основной транзистор можно назвать твердотельным реле. К примеру, в измерителе движения или измерителе освещенности на выходе стоит транзистор, который подает напряжение на простое реле.

Простое реле используется не только для увеличения коммутируемого тока. Транзистор может пропускать ток только в одном направлении, а вот симистор или тиристоры, применяемые в твердотелках, отлично пропускают электрический ток (ток в двоих направлениях).
Также, как и в традиционных реле, в твердотельных есть гальваническая развязка между напряжением катушки и напряжением на силовых контактах.

Только в «электромеханических» реле это можно достичь за счёт разнесения в пространстве, а в твердотельных – за счёт оптической развязки. Т.е, при входе стоит оптрон.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Устройство твердотельного реле постоянного тока – реле вскрыто, один транзистор “подгорел”
На фото показано, как устроено твердотельное реле 5…24 VDC – 5…200 VDC. Все просто – стабилизация (приведение к одному уровню) входного напряжения, оптическая развязка, выходной ключ.

Твердотельные реле потребляют и теряют намного меньше энергии во время работы, имеют маленькие размеры, высокое быстродействие, намного намного продолжительный срок службы и это все – не издавая шума!
Однако не стоит впадать в эйфорию, пускатели и реле спокойно справляются с собственными функциями как в бытовых целях, но также и в промышленной аппаратуре.

И обозримой перспективе твердотельные реле их абсолютно не заменят, это точно.
Детальнее рабочие принципы твердотельных реле рассмотрены в файлах, которые можно скачать в конце статьи.

Области использования твердотельных реле

Твердотельное реле используются там, где необходим принцип “поставил и забыл”. А обыкновенные контакты даже изготовитель рекомендует очищать через пару тысяч циклов замыканий.

ТТР намного выгоднее применять там, где обыкновенные контакты плохо справляются и горят как свечки. Другими словами, необходима надежность.

К примеру, когда нужно часто коммутировать индуктивную нагрузку, где контакты залипают или выгорают. Либо, критическое имеет значение размеры устройства.

Что такое пускатель и как его применить и подобрать – в моей статье.

А если Вам вообще примечательно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

Часто ТТР используют в системах температурного регулирования, где применяются Трубчатые нагреватели.

Традиционный контактор (если Нагревательный элемент трубчатого типа на 3 кВт и больше) развалится спустя год. Ведь, если необходима большая точность поддержания температуры и выставлен маленькой гистерезис, Нагревательный элемент трубчатого типа будет включаться-выключаться довольно часто.

Самому Трубчатому нагревателю от этого “не прохладно, не жарко”, а вот пускателю нужно будет поработать в поте лица.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Применение в камере искусственного создания климата 40А
На фото показано использование на практике.

Камера искусственного создания климата, Нагревательный элемент трубчатого типа 2,2 кВт, в защите – автомат С16. Рабочий принцип – подается 24В с контроллера температуры.

Щёлкает с временем 2 секунды.

Виды ТТР

Твердотельные реле по устройству и рабочему принципу можно поделить на следующие разновидности:

А что там свежего в группе вк самэлектрик.ру?

  • По виду управляющего напряжения – переменое или постоянное (дискретные). Иногда на вход подсоединяется переменный резистор, т.е. применяется аналоговое управление, исходя из этого и анодное напряжение меняется медленно, как в регуляторе освещения для освещения.
  • По виду коммутируемого напряжения – переменое или постоянное.
  • По количеству фаз для переменного напряжения – одна или три.
  • Для трехфазных – с реверсом либо же без.
  • По конструкции – монтаж на поверхность или на ДИН-рейку. Хотя, фактически все изготовители рекомендуют переходные рейки для многофункционального монтажа.

Более того, типовой опцией для коммутации переменного напряжения считается переключение в момент перехода через ноль.
Выше уже было фото ТТЛ, у которого вход – стабильное напряжение, выход – переменое (АС-DC).

Вот ещё какие реле у меня есть в настоящий момент рядом:

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

SSR OMRON DC-DC. Вход – стабильное напряжение до 24 В, выход – тоже постоянное, до 200 В

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

SSR FOTEK DC-DC – твёрдотельные реле постоянного тока
Этими 2-мя моделями реле комфортно коммутировать нагрузку с постоянным напряжением 24 Вольта, когда сигнал управления (тоже 24 В) приходит с выхода контроллера или с датчика.

Можно сказать, что это такие небольшие усилители тока. Причем показатель усиления при этом – около 1000, так как ток управляющей цепи – менее 10 мА.
Дальше-больше.

Ниже показано трехфазное твердотельное реле. На его входы R, S, T подается три фазы 380В, а с его выходов U, V, W напряжение подается на асинхронный мотор или трехфазный Нагревательный элемент трубчатого типа.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Fotek 3 phase. Трехфазное твердотельное реле
Это реле работает (по результатам работы) приблизительно, как магнитный контактор с катушкой 24 VDC.

Как подключить электрический двигатель через магнитный контактор – детально расписано на СамЭлектрике тут.
Управляющие контакты показаны ближе:

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Fotek 3 phase. Входные управляющие контакты

Видите на фото, под управляющие контакты рассчитано ещё одно место, которое в этом случае не применяется? На этом месте у иной модели подается сигнал реверса. Другими словами, при подаче на один вход фазы через реле коммутируются для прямого вращения мотора, при подаче на другой вход – для обратного.

Кто не в курсе – прямое вращение – это когда мотор вращается по часовой стрелке, если взглянуть ему “в зад”. Как заменить направление вращения мотора – заменить местами любые две фазы.
По теме советую почитать мою статью по трем фазам и отличие трехфазного питания от однофазного.

Трехфазные реле с реверсом бывают с коммутацией 2-ух фаз, третья подсоединена к двигателю регулярно.
А теперь представьте, столько места занимает и сколько шума во время работы создаёт простое реверсивное реле на подобной ток? То-то и оно!

Вот такое же ТТЛ, но мощнее и с управлением от переменки 220В.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Fotek TSR-40AA-H 3 phase 40A
Кажеться всё, пишите, у кого какой навык по использованию!
Вот нарыл в свободном доступе файлы, возможно, написано информативнее, чем у меня:
• Твердотельные реле Фотек / Твердотельные реле Фотек. Руководство пользователя. Рассмотрена вся линейка Fotek, даны советы по использованию и схемы включения., pdf, 757.78 kB, скачан:3115 раз./
• Твердотельные реле – устройство и рабочий принцип / Детально изложено, как устроены и работают твердотельные реле, приведены схемы включения, и т.п. Автор, отзовись!, pdf, 414.19 kB, скачан:3510 раз./

Как подключить ТТР

Этот значимый фактический вопрос детально рассмотрен в моей статье Схемы подсоединения твердотельных реле.

Где приобрести твердотельные реле

Если Вы проживаете в мегаполисе, то лучше разумеется отправится в находящийся рядом магазин – и спустя час реле можно ставить. Но, допустим, у меня в Таганроге такие реле – исключительно под заказ, и приобрести их можно лишь через фирмы в Ростове.
Благодаря этому, на данное время прекрасный вариант – приобретать твердотельные реле во всемирной сети, в online-магазинах.

К примеру, вот магазин. Чем он прекрасен – хорошие стоимости, а основное – есть бесплатный телефон, можно поговорить с живым человеком и выяснить о транспортировке, скидках, и т.п.

Иной вариант – заказать через АлиЭкспресс. Цены приблизительно те же, но минус в том, что доставка будет намного больше месяца.

Статья понравилась?Прибавьте её в собственную соц.сеть и дайте оценку!

Что такое твердотельное реле и для чего оно необходимо?

Твердотельные реле — это электронные устройства, которые потихоньку, но настойчиво вытесняют из технической ниши такие коммутационные аппараты, как силовые электромагнитные реле и пускатели. Это все благодаря собственным высоким коммутационным особенностям.

Дальше мы будем рассматривать устройство, рабочий принцип и назначение твердотельных реле.

Область использования

Такие устройства используются в промышленной автоматике, телеметрии, горных и металлургических механизмах, химической промышленности, медицинском оборудовании, военной электронике и других сферах.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Из названия «твердотельный» имеется в виду отсутствие каких нибудь подвижных частей. Взамен контактной группы их заменяет электронный силовой ключ. Вследствие чего данный тип аппарата не создаёт дугу во время коммутации.

Такое свойство весьма полезно при применении в химической промышленности, в местах сильной загазованности, а еще в тех местах где содержание абразивной пыли велико.
Также время реакции на поступивший сигнал должно быть очень быстрым, тысячные доли миллисекунды, отсутствие гистерезиса, широкий диапазон температур, бесшумность коммутации.

Характерности устройств

Отсутствие переходных процессов в виде дуги и искр увеличивает эксплуатационное время во много раз. Если традиционный контакт, как максимум, рассчитывается на 500 тысяч коммутаций, то силовой электронный компонент не имеет подобных данных.

Даже при более большой цены, электронные реле выгоднее применять еще и с точки зрения экономии, ведь для их выключения и включения нужно меньше потратить электрической энергии если сравнивать с обычным электромагнитным реле, и управление мощной нагрузкой происходит конкретно микросхемами.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Ассортимент типов изделий очень высока: от маленьких размеров до устройств, управляющих двигателями исполнительных механизмов. Также разница и в типе коммутируемого напряжения, на постоянное и переменое.

Это стоит предусмотреть при подборе твердотельного реле.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения
Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

У каждого устройства имеются собственные плохие стороны, и твердотельные реле не исключение. Ахиллесова пята аппаратных ключей — это чувствительность к току нагрузки, превышение которого электронные элементы сложно переживают, а при превышении во много раз, и совсем ломаются.
Благодаря этому при выборе или замене аппарата, нужно серьезно подойти и к защите ключа защитными устройствами.

Необходимо подбирать ключи в 2 или три раза высоким током, от коммутируемой нагрузки.
Плюс к этому важно снабдить силовую цепь предохранительными плавкими вставками или быстрыми специализированными автоматами класса В.

Конструкция

Устройство твердотельного реле — это электронная плата, которая состоит из силового ключа, элемента развязки и узла управления. В качестве силовых элементов могут быть применены:

  • для цепей постоянного тока: транзисторы, полевые транзисторы, составные транзисторы MOSFET или модули IGBT.
  • для управления цепями с переменным напряжением устанавливают симисторные ключи или тиристорные сборки.

В качестве элемента развязки устанавливают оптроны — данное устройство состоит из светоизлучающего элемента и фото приемника, разделенных прозрачным диэлектриком. Узел управления собой представляет схему стабилизации напряжения и тока для светоизлучающего элемента в оптроне.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Как видно из схемы, входы управления под номерами 3 и 4, а выход — клеммы 1 и 2. В этой схеме входной сигнал может быть от 70 вольт до 280 переменного напряжения, а напряжение на нагрузке достигает 480 вольт. Значения не имеет, на каком контакте размещен покупатель, до или после реле.

Относительное обозначение твердотельного реле на схеме выглядит так (с целью увеличения нажмите на картинку):

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Что же касается схемы подсоединения, в ней аппарат поставлен после нагрузки, соединяя его с землёй. При подобном подключении в случае короткого замыкания на землю, реле исключается из цепочки протекания тока.

Твердотельное реле виды, практическое применение, схемы подключения

Напоследок советуем просмотреть видео, на которых воочию показывается, как работает твердотельное реле и из чего оно состоит:
Вот мы и рассмотрели назначение, область использования и конструкцию твердотельного реле. Надеемся, предоставленная информация была полезной и понятной!

Наверное вы не знаете:

Использование на практике и схемы подсоединения твердотельного реле

Традиционные контакторы и пускатели понемногу уходят в прошлое. Их место в электронике для автомобилей, домашней технике и промышленной автоматике занимает твердотельное реле – полупроводниковое устройство, в котором отсутствуют какие-нибудь двигающиеся части.

Приборы имеют разные конструкции и схемы подсоединения, от них зависят их области использования. Перед тем как применять устройство, нужно разобраться в его принципе действия, выяснить про специфики функционирования и подсоединения различных вариантов реле.

Ответы на обозначенные вопросы детально изложены в представленной статье.

Устройство твердотельного реле

Современные твердотельные реле (ТТР) собой представляют модульные полупроводниковые приборы, являющиеся силовыми электропереключателями.
Основные рабочие узлы данных устройств представлены симисторами, тиристорами или транзисторами. ТТР не имеют подвижных частей, как отличаются от электромеханических реле.


Размер твердотельного реле в большинстве случаев зависит от предельно возможной нагрузки и возможности отводить тепло путем передачи тепла и конвекции (+)
Устройство внутри данных приборов может сильно отличаться все зависит типа регулируемой нагрузки и электрической схемы.

Очень простые твердотельные реле включают такие узлы:

  • входной узел с предохранителями;
  • триггерная цепь;
  • оптическая (гальваническая) развязка;
  • переключающий узел;
  • защитные цепи;
  • узел выхода на нагрузку.

Входной узел ТТР собой представляет первичную цепь с постепенно подключенным резистором. Предохранитель в эту цепь встраивается опционально. Задача узла входа – принятие управляющего сигнала и передача команды на коммутирующие нагрузку переключатели.

При переменном токе для деления контролирующей и ключевой цепи используют гальваническую развязку. От её устройства в большинстве случаев зависит рабочий принцип реле. Ответственная за обработку входного сигнала триггерная цепь может включаться в узел оптической развязки или находиться отдельно.

Защитный узел препятствует появлению перегрузок и ошибок, потому что в случае неполадки прибора может выходить из строя и подключенная техника.
Главное предназначение твердотельных реле – замыкание/отключение питания электросети при помощи слабого управляющего сигнала.

В отличии от электромеханических заменителей, они имеют более небольшую форму и не делают во время работы отличительных щелчков.

Рабочий принцип ТТР

Работа твердотельного реле неимоверно проста. Большинство ТТР предназначается для управления автоматикой в сетях 20-480 В.
Оптическая развязка дает прекрасную возможность создавать управленческие сигналы небольшой мощности, что критически важно для датчиков, работающих от независимых источников питания (+)

При традиционном исполнении в корпус прибора входит два контакта коммутируемой цепи и два управляющих провода. Их кол-во может меняться при увеличении количества подключенных фаз. В зависимости от наличия напряжения в управляющей цепи, происходит включение или выключение главной нагрузки изделиями из полупроводниковых материалов.

Спецификой твердотельных реле считается наличие небесконечного сопротивления. Если контакты в электромеханических устройствах полностью разъединяются, то в твердотельных отсутствие тока в цепи обеспечивается качествами полупроводниковых материалов.

Благодаря этому при очень высоких напряжениях вероятно появление маленьких токов утечки, которые могут плохо отразиться на работе подключенной техники.

Классификация твердотельных реле

Области использования реле многообразны, благодаря этому и их особенности конструкции могут намного отличаться, в зависимости от потребностей определенной автоматической схемы. Делят ТТР по количеству подключенных фаз, виду рабочего тока, особенностям конструкции и типу схемы управления.

По количеству подключенных фаз

Твердотельные реле применяются как в составе бытовых приборов, так и в промышленной автоматике с рабочим напряжением 380 В.
Благодаря этому эти полупроводниковые устройства, все зависит от количества фаз, делятся на:

Однофазные ТТР дают возможность работать с токами 10-100 или 100-500 А. Их управление выполняется при помощи аналогового сигнала.

К трехфазному реле рекомендуется подсоединять провода разных цветов, чтобы во время монтажа оборудования можно было правильно их подсоединить

Трехфазные твердотельные реле способны пропускать ток в диапазоне 10-120 А. Их устройство подразумевает реверсивный принцип функционирования, который обеспечивает надежность регуляции одновременно нескольких электро цепей.

Часто трехфазные ТТР применяются для обеспечения работы асинхронного мотора. В его схему электропроводки управления обязательно включаются быстрые предохранители из-за высоких пусковых токов.

По виду рабочего тока

Твердотельные реле нельзя настроить или перепрограммировать, благодаря этому они могут хорошо работать исключительно при определенном диапазоне электропараметров сети.
В зависимости от потребностей ТТР могут управляться электроцепями с 2-мя видами тока:
Подобно можно обозначать ТТР и по виду напряжения активной нагрузки.

Большинство реле в домашних приборах работают с переменными параметрами.
Постоянный ток не применяется в качестве основополагающего источника электрической энергии ни в одной стране мира, благодаря этому реле данного типа имеют узкую область использования

Устройства с постоянным руководящим током отличаются большой надежностью и применяют для регуляции напряжение 3-32 В. Они держат большой температурный диапазон (-30..+70°С) без большого изменения параметров.
Реле, регулирующиеся электрическим током, имеют управляющее напряжение 3-32 В или 70-280 В. Они выделяются не высокими электромагнитными помехами и большой скоростью срабатывания.

По особенностям конструкции

Твердотельные реле часто устанавливают в единый электрический щит квартиры, благодаря этому большинство моделей имеют монтажную колодку для крепежа на DIN-рейку.
Более того, есть особые отопительные приборы, размещающиеся между ТТР и опорной поверхностью.

Они дают возможность охлаждать прибор при высоких нагрузках, сохраняя его характеристики работы.

Реле крепиться на DIN-рейку преимущественно через специализированный спайдерный крепеж, который имеет и дополнительную функцию – отводит остатки тепла во время работы прибора
Между реле и отопительным прибором рекомендовано наносить слой термопасты, который площадь делает больше касания и повышает отдачу тепла.

Есть и ТТР, предназначающиеся для крепеж к поверхности стены традиционными саморезами.

По типу схемы управления

Не всегда рабочий принцип регулируемой реле техники требует его мгновенного срабатывания.
Благодаря этому изготовители разработали несколько схем управления ТТР, которые применяются в самых разных сферах:

  1. Контроль «через ноль». Подобный вариант управления твердотельным реле подразумевает срабатывание исключительно при значении напряжения, равном 0. Применяется в устройствах с емкостной, резистивной (нагреватели) и слабой индуктивной (преобразователи электрической энергии) нагрузкой.
  2. Мгновенное. Используется если необходимо резкого срабатывания реле при подаче управляющего сигнала.
  3. Фазовое. Подразумевает управление напряжения на выходе методом изменения показателей управляющего тока. Используется для плавного изменения степени нагрева или освещения.

Твердотельные реле отличаются и по многим иным, менее значимым, показателям. Благодаря этому при приобретении ТТР важно разобраться в схеме работы подключаемой техники, чтобы приобрести максимально подходящее ей регулировочное устройство.

Обязательно предусматривается запас мощности, так как реле имеет рабочий ресурс, который быстро расходуется при частых перегрузках.

Плюсы и минусы ТТР

Твердотельные реле не напрасно заменяют на рынке обыкновенные контакторы и пускатели. Эти полупроводниковые приборы обладают большим количеством положительных качеств перед электромеханическими аналогами, которые вынуждают потребителей выбор остановить собственно на них.
Реле для микросхем имеет небольшие размеры и сильно лимитированны по максимально пропускаемому току.

Фиксируются они преимущественно путем припаивания специализированных ножек
К подобным плюсам относят:

  1. Невысокое электропотребление (на 90% меньше).
  2. Небольшие размеры, разрешающие устанавливать устройства в маленьком пространстве.
  3. Большая скорость запуска и выключения
  4. Пониженная громкость работы, отсутствуют отличительные для электромеханического реле щелчки.
  5. Не планируется техобслуживание.
  6. Большой служебный срок благодаря ресурсу в сотни миллионов срабатываний.
  7. Благодаря большим возможностям по вариации электронных узлов, ТТР имеют широкие области использования.
  8. Отсутствие электро-магнитных помех при срабатывании.
  9. Исключается порча контактов вследствие их механического удара.
  10. Отсутствие прямого физического контакта между цепями управления и коммутации.
  11. Возможность регулирования нагрузки.
  12. Наличие в импульсных ТТР автоматизированных цепей, защищающих от перегрузок.
  13. Возможность применения во взрывоопасных средах.

Перечисленных положительных качеств твердотельных реле не всегда достаточно для правильной работы оборудования. Благодаря этому они ещё не полностью вытеснили индукционные пускатели.
Для постоянной работы мощных твердотельных реле важен успешный отвод тепла, так как при очень высоких температурах резко искажается напряжение нагрузки (+)

ТТР имеют и минусы, которые не дают возможность им применяться в большинстве случаев.

  1. Невозможность работы большинства устройств с напряжениями более 0,5 кВ.
  2. Большая цена.
  3. Чувствительность к высоким токам, тем более в пусковых цепях электрических двигателей.
  4. Ограничения по применению в условиях большой влажности.
  5. Критическое снижение характеристик работы при температуре ниже 30°С мороза и выше 70°С тепла.
  6. Небольшой корпус приводит к избыточному нагреву устройства при стабильно высоких нагрузках, что требует использования специализированных устройств пассивного или активного охлаждения.
  7. Возможность расплавления устройства от нагревания при коротком замыкании.
  8. Микротоки в состоянии «закрыто» реле могут быть критическими для работы оборудования. К примеру, подключенные в сеть лампы дневного света могут иногда вспыхивать.

Подобным образом, твердотельные реле имеют конкретные области использования. В цепях высоковольтного оборудования которое применяется в промышленности их применение резко ограничено из-за несовершенных физических параметров полупроводниковых материалов.

Однако в домашней технике и автопрома ТТР занимают крепкие позиции за счёт собственных позитивных параметров.

Потенциальные схемы подключений

Схемы подсоединения твердотельных реле могут быть очень и очень разные. Каждая электроцепь выстраивается, исходя из свойств подключаемой нагрузки.

В схему могут добавляться дополнительные предохранители, контроллеры и устройства регулировки.
Вследствие того, что цепи управления и нагрузки в приборе не перекрываются, их электрические характеристики могут разниться любыми параметрами (+)

Дальше будут представлены самые простые и популярные схемы подсоединения ТТР:

  • нормально-открытая;
  • со связанным контуром;
  • нормально-закрытая;
  • трехфазная;
  • реверсивная.

Нормально-открытая (разомкнутая) схема – реле, нагрузка в котором расположена под напряжением если есть наличие управляющего сигнала. Другими словами подключенная техника оказывается в отключенном состоянии при обесточенных входах 3 и 4.

Перед приобретением реле нужно определиться с требуемым типом его первоначального состояния (закрытое или разомкнутое), чтобы обеспечить хорошую работу подключенной техники (+)
Нормально-замкнутая схема – имеется в виду реле, нагрузка в котором расположена под напряжением при отсутствии управляющего сигнала.

Другими словами подключенная техника оказывается в исправном состоянии при обесточенных входах 3 и 4.
Есть схема подсоединения твердотельного реле, в которой управляющее и нагрузочное напряжение одинаково.

Подобный вариант можно применять одновременно для работы в сетях переменного и постоянного тока.
Трехфазные реле подключаются несколько по другим принципам.

Контакты могут соединяться в вариантах «Звезда», «Треугольник» или «Звезда с нейтралью».
Выбор трехфазной схемы подсоединения реле в большинстве случаев зависит от специфик работы техники, подключенной к нему в качестве нагрузки

Реверсные твердотельные реле применяются в электрических двигателях в соответствующем режиме. Их делают в трехфазном варианте и включают 2 контура управления.

Если для реле важно соблюдение полярности подсоединения контактов, то на маркировке всегда будет отмечено, куда подсоединять фазу и ноль
Собирать электрические цепи с ТТР нужно исключительно после их подготовительной прорисовки на бумажном носителе, так как ошибочно подключенные устройства могут поломаться из-за короткого замыкания.

Использование на практике устройств

Сфера применения твердотельных реле очень широка. Из-за большой надежности и отсутствия потребности в постоянном обслуживании их часто устанавливают в местах куда сложно добраться оборудования.

Во многих реле подключение проводов управляющего контура требует выполнения полярности, что стоит предусмотреть во время монтажного процесса оборудования
Ключевыми же сферами использования ТТР считаются:

С увеличением автоматизации техники для дома твердотельные реле приобретают все широкое распространение, а развивающиеся полупроводниковые технологии регулярно открывают новые области их использования.

Если появится желание, собрать твердотельное реле можно собственноручно. Подробнейшая инструкция представлена в данной статье.

Выводы и полезное видео по теме

  • Представленные видеоролики смогут помочь лучше понять работу твердотельных реле и познакомиться со способами их подсоединения.
  • Фактическая презентация работы самого простого твердотельного реле:
  • Разбор разновидностей и специфик работы твердотельных реле:
  • Испытание работы и степени нагрева ТТР:
  • Установить электрическую цепь из твердотельного реле и датчика может фактически любой человек.

Впрочем планирование рабочей схемы требует базовых знаний в электротехнике, так как ошибочное подключение может привести к удару током или короткому замыканию. Зато в результате правильных действий можно получить множество полезных в бытовых условиях приборов.
Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме подсоединения и использования твердотельных реле?

Можете оставлять комментарии к статьи, принимать участие в обсуждениях и делиться своим опытом применения подобных устройств. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Схемы подсоединения и характерности применения твердотельных реле

Твердотельное реле — данное устройство, возведенное на полупроводниковых элементах и силовых ключах, например как симисторы, биполярные или МОП-транзисторы. В английских источниках твердотельные реле именуют SSR от Solid State Relay (что в дословном переводе эквивалентно русскому наименованию).

Как и у электро-магнитных реле и прочих коммутационных приборах они предназначаются для управления слабым сигналом нагрузкой с бо?льшим напряжением или током.
В действительности схема подсоединения твердотельных реле практически не отличается ничем от обыкновенных.

Как правильно подключить? Давайте разберемся.

Если вам необходимо заменить простое реле 220В с управлением от электрического тока 220В – применяйте очередную схему, на примере LDG LDSSR-10AA-H. На схеме например нарисовано подключение через традиционный выключатель или тумблер.

Взамен этого сигнал включения подается от терморегулятора, регулятора и прочих устройств.
Если вам необходимо управлять при помощи низковольтного сигнала цепью 220В, тогда можно применить FOTEK HPR-80AA.
В данной схеме как источник невысокого напряжения постоянного тока применяется блок питания 12VDC, которые очень популярны как блоки питания для светящихся лент.

Кстати вы даже можете управлять таким твердотельным реле подав на вход напряжение от устройства зарядки мобильника, ведь на его выходе 5В, что больше очень маленького сигнала в 3В.
Имейте в виду и то, что напряжение управления необходимо отключать полностью, так как у каждого реле есть конкретные параметры, при которых оно работает, допустим, у вышеприведенного напряжение выключения порядка 1 вольта, а работает оно может не при 3 номинальных вольтах, а уже при 2.5 (данные приведены средние, например, и могут разниться все зависит не только от определенного изделия, но и от условий внешней среды и монтажа.)
Но отметим, что есть и реле с фазовым методом управления.

Схемы подсоединения подобных реле проиллюстрированы дальше (картинка из инструкции к ним).
Вопрос – зачем нужны такие реле и где их применяют?

Поиск ответа на такой вопрос был недолгим, стоило мне ввести начало запроса и сразу выдало варианты применения в качестве силового ключа для управления ТЕНАМИ от термостатов с выходом 4-20 мА или 0-10В.

Кстати, для промышленного использования есть и отечественные разработки, к примеру, ОВЕН ТРМ132 и прочие модели, которые как правило будут работать с выходными сигналами 4-20мА и 0-10В.

Но применение твердотельного реле для управления мощной нагрузкой нереально без охлаждения.

Чтобы это сделать применяют пассивное (простой отопительный прибор) или активное охлаждение (отопительный прибор+кулер).
Советы про выбор кулеров приводятся в техдокументации на определенное твердотельное реле, благодаря этому давать многофункциональные рекомендации нельзя.

Твердотельные реле могут применяться как замена электромеханическим во многих случаях. Самыми распространенными вариантами в бытовых условиях считается замена пускателя в электрическом бойлере, из-за причины его громкого хлопка при включении, исходя из этого и включение Нагревательных элементов трубчатого типа станет безвучным.

А еще реализация разных мощных регуляторов мощности для тех же Нагревательных элементов трубчатого типа и другого, для чего применяется твердотельное реле с аналоговым входом сигнала от переменного сопротивления (вид VA).
Радиолюбители же могут собрать самое простое твердотельное реле, на основе оптодрайвера для симисторов с ZCC типа MOC3041 и аналогичных.
Я считаю, что это достойные изделия для применения их в самых разных средствах автоматизации, они также не просят обслуживания (разве что чистки отопительных приборов от пыли), а служебный срок, можно сказать, что безграничен.

Они будут служить в несколько раз дольше чем пускатели при условиях отсутствия перегрузок, перегрева, КЗ и импульсных перенапряжений!

Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.