Твердотільні реле (Solid state relays - SSR) - це клас сучасних модульних напівпровідникових приладів, виконаних по гібридної технології, що містять в своєму складі потужні силові ключі на симісторних, тиристорних або транзисторних структурах.
Вони з успіхом використовуються для заміни традиційних електромагнітних реле. контакторів і пускачів. Твердотільні реле забезпечують найбільш надійний метод комутації ланцюгів. 1
Сфери застосування твердотільних реле:
Твердотільні реле часто використовуються:
- включення / вимикання ламп освітлення (комутація при переході струму через нуль збільшує термін служби ламп);
- для пуску електродвигунів (завдяки гарній здатності витримувати короткочасні пускові струми);
- в промислових системах управління електронагрівачами (спільно з регуляторами температури);
- в комп'ютерних системах управління (завдяки мінімальному керуючому сигналу);
- і для інших завдань управління навантаженням різного типу.
При використанні SSR в системах управління температурою, вони можуть забезпечити короткий цикл вкл / викл, що значно підвищує точність регулювання і збільшує ресурс нагрівачів за рахунок скорочення теплового удару.
За типом комутованої мережі твердотільні реле діляться на однофазні та трифазні.
Твердотільні реле для комутації однофазної мережі:
- дозволяють комутувати навантаження резистивного та індуктивного типу;
- можуть використовуватися для комутації трифазної мережі при використанні одного однофазного твердотільного реле на кожну фазу;
- дозволяють здійснювати комутацію навантаження з будь-якою схемою включення.
Застосування окремого твердотільного реле для комутації кожної з 3-х фаз істотно підвищує надійність комутації, а, отже, і надійність всієї системи управління в цілому;
Твердотільні реле для комутації трифазної мережі:
- дозволяють здійснювати комутацію навантаження з будь-якою схемою включення;
- дозволяють комутувати навантаження тільки резистивного типу.
За типом керуючого сигналу твердотільні реле діляться на 4 групи:
- ручне управління вихідною напругою за допомогою змінного резистора (470-560 кОм, 0,25-0,5 Вт);
- керуючу напругу постійного струму 3 ... 32 В;
- керуючу напругу змінного струму 90 ... 250 В;
- аналогове управління вихідним напругою за допомогою уніфікованого сигналу напруги 0 ... 10 В.
За способом комутації твердотільні реле можна розділити на:
- твердотільні реле миттєвого (випадкового) включення.
Застосовуються для комутації резистивних (електричні нагрівальні елементи, лампи розжарювання) і індуктивних (малопотужні двигуни, трансформатори) навантажень при необхідності миттєвого спрацьовування. - твердотільні реле з контролем переходу через нуль.
Застосовуються для комутації резистивних (електричні нагрівальні елементи, лампи розжарювання), ємнісних (помехоподавляющие згладжують фільтри, що мають в своєму складі конденсатори) і слабоіндуктівних (котушки соленоїдів, клапанів) навантажень. - твердотільні реле з фазовим керуванням.
Дозволяють змінювати величину вихідної напруги на навантаженні і управляти нагрівальними елементами (регулювання потужності), лампами розжарювання (регулювання рівня освітленості).
До переваг твердотільних реле відносять:
- мале енергоспоживання;
- ВІДСУТНІСТЬ дугового розряду при розмиканні (застосування у вибухонебезпечному середовищі);
- відсутність електромагнітних завад в момент підключення;
- тривалий термін служби (більше 1 млрд. спрацьовувань) і високу швидкодію;
- відсутність брязкоту контактів і акустичного шуму;
- високий опір ізоляції між входом і виходом;
- герметичність конструкції, стійкість до ударів і вібрації.
На що звернути увагу при виборі твердотільного реле?
- напруга, що комутується (постійне, змінне);
- струм навантаження (номінальний, пусковий струм);
- характер навантаження (індуктивна, резистивная, місткість);
- тип керуючого сигналу.
Для надійної і тривалої експлуатації необхідно вибирати реле з запасом по струму, але при цьому треба враховувати і пускові струми, тому що реле здатне витримувати 10-ти кратну перевантаження по струму тільки протягом короткого часу (10мс). Тому, вибираючи твердотельное реле, необхідно завжди враховувати запас мінімум в 20%.
Ще одним важливим фактором для надійної роботи твердотільних реле є його робоча температура. При роботі твердотільного реле на силових елементах виділяється велика кількість тепла, яке необхідно відводити за допомогою радіаторів охолодження.
Дуже часто коммутируемую ланцюг шунтируют варистором для захисту від імпульсних викидів.