Einphasige und dreiphasige Gleichstromrelais - Funktionsprinzip

Zur Steuerung verschiedener elektronischer Geräte ist ein Gerät erforderlich, das sich durch seine Miniaturgröße und ein hohes Maß an Zuverlässigkeit auszeichnet. Diese Geräte umfassen Halbleiter-Gleichstrom- und Wechselstromrelais. Sie fanden ihre Anwendung unter häuslichen und industriellen Bedingungen. Relais können ohne Schwierigkeiten unabhängig voneinander mit Ihren eigenen Händen zusammengebaut und installiert werden. Das einzige Kriterium, das die weite Verbreitung des Geräts verhindert, sind seine Kosten. Bevor Sie ein Halbleiterrelais verwenden, müssen Sie dessen Parameter, Funktionsprinzip und Design verstehen.

Arbeitsprinzip

Ein Halbleiterrelais ist ein modulares Halbleiterbauelement zum Schließen und Öffnen elektrischer Netze. Es wird in Form von Transistoren, Triacs, Thyristoren dargestellt. Halbleiterrelais werden auch als SSR (Solid State Relay) bezeichnet.

Die Hauptkomponenten, aus denen das Relais besteht:

• Eingabeknoten;
• Leistungsschalter;
• Auslösekette;
• Auflösung;
• Schalteinheit;
• Schutzschaltung;
• Ausgabeknoten.

Die meisten Halbleiterrelais werden für die Automatisierung verwendet, die an ein 20-480-Volt-Netz angeschlossen ist.

Das Funktionsprinzip des Gerätes ist einfach. Das Relaisgehäuse enthält zwei Kontakte und zwei Steuerkabel. Ihre Anzahl kann abhängig von den angeschlossenen Phasen variieren. Unter Spannungseinwirkung wird die Hauptlast geschaltet.

Wenn Sie mit Relais arbeiten, müssen Sie berücksichtigen, dass bei hohen Spannungen die Gefahr kleiner Leckströme besteht, die das Gerät beschädigen können. Dies liegt daran, dass im Relais ein kleiner Widerstand verbleibt.

Berühmte Modelle

Hauptmerkmale hängen von vielen Faktoren ab. Beliebte inländische Modelle von KIPprbor, Proton, Cosmo sind:

• TM-O. Geräte mit einer eingebetteten "Null" -Schaltung, durch die der Phasenübergang verläuft.
• TS. Modelle, die sich zu einem bestimmten Zeitpunkt ausschalten.
• Die beliebtesten und am häufigsten verwendeten sind TMV, TSB, TSM, TMB, TSA. Sie haben eine RC-Ausgangsschaltung.
• TS / TM - Leistung. Die Ströme erreichen 25 mA.
• TSA, TMA - werden in empfindlichen Geräten verwendet.
• TSB, TMB - Niederspannungsmodelle. Die Spannung überschreitet 30 V nicht.
• TSV, TMV - Hochspannung. Die Spannung erreicht 280 V.

Ausländische Analoga umfassen Produkte, die von Carlo Gavazzi, Gefran, CPC, hergestellt werden.

Entschlüsselung

Am beliebtesten sind SSR- und TSR-Modelle (einphasig bzw. dreiphasig). Ihr Widerstand beträgt 50 Megaohm oder mehr bei einer Spannung von 500 V.

Die Bezeichnung lautet SSR -40 D A H. SSR oder TSR gibt die Anzahl der Phasen an. 40 - Last in Ampere. Der Buchstabe zeigt das Signal am Eingang an (L 4-20 mA, D - 3-32 V bei konstantem Strom, V - Wechselwiderstand, A - 80-250 V bei Wechselstrom). Der nächste Buchstabe ist die Eingangsspannung (A - alternierend, D - konstant). Der letzte Buchstabe ist der Bereich der Ausgangsspannungen (N - 90-480 V, kein Buchstabe - 24-380 V).

Funktionen der Arbeit mit dem Gerät

Wenn Sie mit einem Halbleiterrelais 220 V (Steuerung 220) arbeiten, müssen Sie die folgenden Regeln einhalten:

• Die Verbindung muss geschraubt werden. Es ist zuverlässig genug. Spike-Teile werden nicht benötigt, Verdrehen ist verboten.
• Lassen Sie keinen Staub, Wasser oder Metallgegenstände in das Relais gelangen. Sie führen zum Ausfall von Bauteilen.
• Verwenden Sie keine unannehmbaren äußeren Einflüsse auf das Gehäuse. Dazu gehören Überschwemmungen, Stöße, Vibrationen und Stürze.
• Berühren Sie das Gerät während des Betriebs nicht.Der Fall erwärmt sich, was zu Verbrennungen führen kann.
• Installieren Sie das Relais nicht in der Nähe von brennbaren Gegenständen.
• Stellen Sie vor dem Anschließen des Stromkreises sicher, dass die zusammengebauten Verbindungen korrekt sind.
• Wenn das Gehäuse über 60 Grad erwärmt wird, muss eine zusätzliche Kühlung mit Heizkörpern installiert werden.
• Ein Kurzschluss am Ausgang darf nicht erlaubt sein.

Vorbehaltlich der Betriebsanforderungen führt das Relais seine Arbeit während der angegebenen Laufzeit zuverlässig und effizient aus.

Vorteile und Nachteile

Halbleiterrelais weisen gegenüber elektromechanischen Gegenstücken eine Reihe positiver Eigenschaften auf. Diese beinhalten:

• Haltbarkeit. Ein Halbleiterbauelement kann bis zu Zehntausenden von Ein- und Ausschaltzyklen standhalten.
• Es entsteht eine qualitativ hochwertige Verbindung.
• Kompetente Lastkontrolle.
• Hochleistung.
• Fehlende elektromagnetische Störungen in einem geschlossenen Netzwerk.
• Schnelle Antwort.
• Stille Arbeit.
• Miniaturgrößen.
• Fehlende Sprungkraft der Kontakte.
• Hochleistung.
• Möglichkeit eines reibungslosen Übergangs zwischen AC- und DC-Netzen. Hängt von der Leistung und dem Gerätetyp ab.
• Breites Anwendungsspektrum.
• Hält Überlastungen im Jahr 2000 stand.
• Schutz vor plötzlichen und starken Spannungs- und Stromstößen.

Es gibt eine Reihe von Nachteilen, aufgrund derer die Verwendung des elektromechanischen Relais rentabler sein kann. Dies sind vor allem die hohen Kosten des Produkts und die Komplexität seines Kaufs. Halbleiterrelais können nur in einem professionellen Fachgeschäft für elektronische Komponenten erworben werden. Auch beim Primärschalten treten Schwierigkeiten auf - es können hohe Stromstöße auftreten. Mikroströme, die während des Betriebs auftreten, wirken sich ebenfalls nachteilig auf das Relais aus.

Die Betriebsanforderungen überlagern den Betrieb des Geräts - der Raum muss einen normalen Staub- und Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Optimale Werte finden Sie in der Relaisdokumentation.

Halbleiterrelais können nicht mit Geräten arbeiten, deren Spannung 0,5 kV überschreitet. Das Erhöhen der empfohlenen Werte kann zu geschmolzenen Kontakten führen.

Einsatzgebiete

Trotz des hohen Preises werden Halbleiterrelais in verschiedenen Bereichen aktiv eingesetzt. Sie bewältigen erfolgreich folgende Aufgaben:

• Temperaturregelung mit Hilfe von PETN.
• Aufrechterhaltung der richtigen Temperatur in technologischen Prozessen.
• Steuerkreise schalten.
• Ersatz berührungslose Starter.
• Elektromotorsteuerung.
• Transformatorheizungssteuerung.
• Nivellierung der Hintergrundbeleuchtung.

In jedem Fall wird ein bestimmter Relaistyp verwendet.

Halbleiterrelais-Klassifizierung

Halbleiter-Halbleiterrelais können nach verschiedenen Indikatoren klassifiziert werden. Entsprechend den Merkmalen der Steuerung und der geschalteten Spannung gibt es:

• Halbleiterrelais Sie werden in Gleichstromkreisen mit einer Leistung von 3 bis 32 Watt eingesetzt. Sie zeichnen sich durch hohe spezifische Eigenschaften, das Vorhandensein von LED-Anzeigen und Zuverlässigkeit aus. Der Betriebstemperaturbereich ist breit genug und reicht von -30 bis +70 Grad.
• Wechselstromrelais. Sie zeichnen sich durch geringe elektromagnetische Störungen, Rauschlosigkeit und geringen Stromverbrauch aus. Der Bereich der Betriebsleistungen reicht von 90 bis 250 Watt.
• Manuelle Relais Mit solchen Geräten können Sie den Betriebsmodus unabhängig einstellen.

Je nach Spannungstyp werden einphasige und dreiphasige Relais unterschieden. Einphasengeräte werden in Netzwerken mit einer Stromstärke von 100 bis 120 A oder von 100 bis 500 A eingesetzt. In diesen erfolgt die Steuerung durch Empfang eines analogen Signals und eines variablen Widerstands. Dreiphasenrelais dienen zum gleichzeitigen Einschalten von drei Phasen. Die Stromstärke beträgt 10-120 A. Dreiphasenmodelle halten länger als einphasige.

In einer separaten Gruppe dreiphasiger Halbleiterrelais werden reversible Bauelemente unterschieden.Sie zeichnen sich durch Kennzeichnung und kontaktlose Verbindung aus. Die Hauptfunktion ist das zuverlässige Schalten jedes einzelnen Schaltkreises. Sie schützen die Schaltung vor Fehlalarmen. Fand die Hauptanwendung in Induktionsmotoren. Um das Relais zu betreiben, muss eine Sicherung oder ein Varistor installiert sein.

Nach der Schaltmethode werden Relais wie folgt klassifiziert:

• kapazitive oder reduktive Geräte sowie schwache Induktionsgeräte;
• mit zufälliger oder sofortiger Bedienung;
• mit Phasenregelung.

Durch die Konstruktion können Modelle unterschieden werden, die auf einer DIN-Schiene und auf einer speziellen Halterung eines Übergangstyps installiert sind.

Auswahltipps

Sie können Halbleiterrelais nur in einem Fachgeschäft für elektronische Geräte kaufen. Erfahrene Spezialisten helfen Ihnen bei der Auswahl des besten Geräts für bestimmte Zwecke. Die folgenden Faktoren beeinflussen die Kosten eines Produkts:

• Art des Relais;
• das Vorhandensein von Verriegelungsmechanismen;
• Fallmaterial;
• pünktlich;
• Hersteller und Herstellungsland;
• Leistung;
• notwendige Energie;
• Maße.

Beim Kauf ist es wichtig zu berücksichtigen, dass ein Leistungsspielraum vorhanden sein sollte, der den Arbeitsbereich um ein Vielfaches übersteigt. Dies schützt das Relais vor Beschädigung. Es werden auch spezielle Sicherungen verwendet. Die zuverlässigsten sind:

• G R - werden in einer Vielzahl von Lasten eingesetzt, zeichnen sich durch hohe Geschwindigkeit aus.
• G S - arbeiten im gesamten Strombereich. Schützen Sie das Gerät zuverlässig vor Überlastung des Netzes.
• A R - Bauteile des Halbleiterbauelements vor Kurzschluss schützen.

Solche Geräte bieten einen hohen Schutz gegen Ausfälle. Ihre Kosten sind vergleichbar mit dem Preis des Relais selbst. Sicherungen der Klassen B, C, D haben geringere Schutzeigenschaften und dementsprechend geringere Kosten.

Für einen zuverlässigen und stabilen Betrieb des Relais müssen Sie einen Kühler wählen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Temperatur 60 Grad überschreitet. Die Stromreserve für ein herkömmliches Relais sollte die Betriebsströme um das 3-4-fache überschreiten. Bei der Arbeit mit Induktionsmotoren sollte sich dieser Wert auf das 8-9-fache erhöhen.

Schaltplan

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Festkörperhalbleiter anzuschließen. Sie hängen von den Merkmalen der angeschlossenen Last ab. Zusätzlich können verschiedene Steuerungen in der Schaltung enthalten sein.

Die am häufigsten verwendeten Schemata umfassen:

• Normalerweise geöffnet. Die Last wird mit einem Steuersignal erregt.
• Normalerweise geschlossen. Die Last wird ohne Steuersignal erregt.
• Die Steuer- und Lastspannung sind gleich. Es wird für Arbeiten in Gleich- und Wechselstromnetzen verwendet.
• Drei Phasen. Es kann auf verschiedene Arten verbunden werden - "Stern", "Dreieck", Stern mit Neutral. "
• Reversibel. Eine Art Dreiphasenrelais. Enthält 2 Regelkreise.

Vor dem Zusammenbau des Diagramms muss es auf Papier gezeichnet werden.

Die Verbindung zum Netzwerk erfolgt über Starter oder Kontakte. Bei Verwendung eines Dreiphasenrelais müssen alle 3 Phasen an die entsprechenden Klemmen oben am Gerät angeschlossen werden. Die oberen Phasenkontakte sind mit den Buchstaben A, B C, Null - N gekennzeichnet.

Das Gerät verfügt auch über untere Klemmen, die mit den Nummern 1, 2, 3 gekennzeichnet sind. Sie werden mit dem folgenden Algorithmus verbunden:

• 1 - zum Ausgang der Spule im Schütz.
• 3 - zu jeder Phase, die um das Relais herumgeht.
• 2 - auf Netzwerk Null.

Leistungselemente werden wie folgt angeschlossen: Live-Phasen müssen an die entsprechenden Klemmen am Schütz angeschlossen werden; Lastleiter - zum Ausgang des Schützes; Nullen werden auf einem gemeinsamen Bus in der Anschlussdose kombiniert.

Die Relaiseinstellungen werden am Beispiel des VP 380 A berücksichtigt:

• Verbinden Sie das Gerät mit dem Netzwerk.
• Schauen Sie sich das Display an. Wenn keine Spannung anliegt, blinken die Zahlen. Das Auftreten von Strichen zeigt eine Änderung der Phasenrotation oder das Fehlen eines davon an.

Im normalen Netzzustand sollten die Kontakte 1 und 3 nach ca. 15 Sekunden geschlossen werden, um die Spule und das Netzwerk mit Strom zu versorgen.

Wenn die Verbindung nicht korrekt ist, blinkt der Bildschirm. Dann müssen Sie die Richtigkeit überprüfen. Sie können die erforderlichen Einstellungen über die Tasten am Gehäuse vornehmen. Schaltflächen mit Dreiecken sind für die Einstellung der gewünschten Grenzwerte verantwortlich.