Relé de estado sólido: tipos, aplicación práctica, diagramas de cableado.

Transistor Darlington

Si la carga es muy poderosa, entonces la corriente a través de ella puede alcanzar
varios amperios. Para transistores de alta potencia, el coeficiente $\beta$ puede
ser insuficiente. (Además, como puede verse en la tabla, para potentes
transistores, ya es pequeño.)

En este caso, puede usar una cascada de dos transistores. El primero
el transistor controla la corriente, que enciende el segundo transistor. Tal
el circuito de conmutación se llama circuito de Darlington.

En este circuito se multiplican los coeficientes $\beta$ de los dos transistores, lo que
le permite obtener un coeficiente de transferencia de corriente muy alto.

Para aumentar la velocidad de apagado de los transistores, puede conectar cada
emisor y resistencia de base.

Las resistencias deben ser lo suficientemente grandes para no afectar la corriente.
base - emisor. Los valores típicos son 5…10 kΩ para tensiones de 5…12 V.

Los transistores Darlington están disponibles como un dispositivo separado. Ejemplos
tales transistores se muestran en la tabla.

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

Por lo demás, el funcionamiento de la tecla sigue siendo el mismo.

controlador FET

Si aún necesita conectar la carga al transistor de canal n
entre el drenaje y el suelo, entonces hay una solución. Puedes usar listo
microcircuito - el conductor del hombro superior. arriba - porque el transistor
arriba.

También se producen conductores de los hombros superior e inferior (por ejemplo,
IR2151) para construir un circuito push-pull, pero para una conmutación simple
no se requiere carga. Esto es necesario si la carga no se puede dejar
"colgar en el aire", pero es necesario tirar de él hacia el suelo.

Considere el circuito del controlador del lado alto utilizando el IR2117 como ejemplo.

El circuito no es muy complicado, y el uso del driver permite al máximo
uso eficiente del transistor.

Protección contra interferencias de CC

comida separada

Una de las mejores formas de protegerse contra la interferencia de energía es alimentar las partes de energía y lógica desde fuentes de alimentación separadas: una buena fuente de alimentación de bajo ruido para el microcontrolador y los módulos/sensores, y una separada para la parte de energía. En los dispositivos independientes, a veces colocan una batería separada para alimentar la lógica y una batería potente separada para la parte de alimentación, porque la estabilidad y la confiabilidad de la operación son muy importantes.

Circuitos de CC de supresión de chispas

Cuando los contactos se abren en el circuito de suministro de energía de una carga inductiva, se produce la llamada sobretensión inductiva, que eleva bruscamente el voltaje en el circuito hasta el punto de que un arco eléctrico (chispa) puede deslizarse entre los contactos del relé o cambiar. No hay nada bueno en el arco: quema las partículas metálicas de los contactos, por lo que se desgastan y se vuelven inutilizables con el tiempo. Además, tal salto en el circuito provoca una sobretensión electromagnética, que puede provocar una fuerte interferencia en un dispositivo electrónico y provocar un mal funcionamiento o incluso una avería. Lo más peligroso es que el propio cable puede ser una carga inductiva: probablemente hayas visto cómo se enciende un interruptor de luz normal en una habitación. Una bombilla no es una carga inductiva, pero el cable que la lleva tiene inductancia.

Para proteger contra sobretensiones EMF de autoinducción en un circuito de CC, se usa un diodo común, instalado en carga antiparalela y lo más cerca posible de él. El diodo simplemente cortocircuitará la emisión a sí mismo, y eso es todo:

Donde VD es un diodo protector, U1 es un interruptor (transistor, relé) y R y L representan esquemáticamente una carga inductiva.

El diodo debe instalarse SIEMPRE cuando se controla una carga inductiva (motor eléctrico, solenoide, válvula, electroimán, bobina de relé) mediante un transistor, es decir, así:

Al controlar una señal PWM, se recomienda instalar diodos de alta velocidad (por ejemplo, serie 1N49xx) o diodos Schottky (por ejemplo, serie 1N58xx), la corriente máxima del diodo debe ser mayor o igual a la corriente máxima de carga.

filtros

Si la sección de potencia se alimenta de la misma fuente que el microcontrolador, la interferencia de la fuente de alimentación es inevitable. La forma más fácil de proteger el MK de tales interferencias es suministrar capacitores lo más cerca posible del MK: electrolito 6.3V 470 uF (uF) y cerámica a 0.1-1 uF, suavizarán las caídas de voltaje cortas. Por cierto, un electrolito con ESR bajo hará frente a esta tarea de la manera más eficiente posible.

Aún mejor, un filtro LC, que consta de un inductor y un condensador, hará frente al filtrado de ruido. La inductancia debe tomarse con una clasificación en la región de 100-300 μH y con una corriente de saturación mayor que la corriente de carga después del filtro. El capacitor es un electrolito con una capacidad de 100-1000 uF, nuevamente dependiendo del consumo de corriente de la carga después del filtro. Conéctese así, cuanto más cerca de la carga, mejor:

Puede leer más sobre el cálculo de filtros aquí.

Clasificación de relés de estado sólido

Las aplicaciones de los relés son diversas, por lo tanto, sus características de diseño pueden variar mucho, dependiendo de las necesidades de un circuito automático en particular. Los TSR se clasifican según el número de fases conectadas, el tipo de corriente de funcionamiento, las características de diseño y el tipo de circuito de control.

Por el número de fases conectadas

Los relés de estado sólido se utilizan tanto en electrodomésticos como en automatización industrial con una tensión de funcionamiento de 380 V.

Por tanto, estos dispositivos semiconductores, dependiendo del número de fases, se dividen en:

• fase única;
• tres fases.

Los SSR monofásicos le permiten trabajar con corrientes de 10-100 o 100-500 A.Están controlados por una señal analógica.

Se recomienda conectar cables de diferentes colores a un relé trifásico para que puedan conectarse correctamente al instalar el equipo

Los relés de estado sólido trifásicos son capaces de pasar corriente en el rango de 10-120 A. Su dispositivo asume un principio de operación reversible, lo que garantiza la confiabilidad de la regulación de varios circuitos eléctricos al mismo tiempo.

A menudo, los SSR trifásicos se utilizan para alimentar un motor de inducción. Los fusibles rápidos se incluyen necesariamente en su circuito de control debido a las altas corrientes de arranque.

Por tipo de corriente de funcionamiento

Los relés de estado sólido no se pueden configurar ni reprogramar, por lo que solo pueden funcionar correctamente dentro de un cierto rango de parámetros eléctricos de la red.

Dependiendo de las necesidades, los SSR pueden ser controlados por circuitos eléctricos con dos tipos de corriente:

• permanente;
• variables

Del mismo modo, es posible clasificar TSR y por el tipo de voltaje de la carga activa. La mayoría de los relés de los electrodomésticos funcionan con parámetros variables.

La corriente continua no se utiliza como fuente principal de electricidad en ningún país del mundo, por lo que los relés de este tipo tienen un alcance limitado.

Los dispositivos con corriente de control constante se caracterizan por una alta fiabilidad y utilizan para la regulación una tensión de 3-32 V. Soportan un amplio rango de temperatura (-30..+70°C) sin cambios significativos en las características.

Los relés controlados por corriente alterna tienen una tensión de control de 3-32 V o 70-280 V. Se caracterizan por una baja interferencia electromagnética y una alta velocidad de respuesta.

Por características de diseño

Los relés de estado sólido a menudo se instalan en el panel eléctrico general de un apartamento, por lo que muchos modelos tienen un bloque de montaje para montar en un riel DIN.

Además, hay radiadores especiales ubicados entre el TSR y la superficie de apoyo. Le permiten enfriar el dispositivo con cargas altas, manteniendo su rendimiento.

El relé se monta en un riel DIN principalmente a través de un soporte especial, que también tiene una función adicional: elimina el exceso de calor durante el funcionamiento del dispositivo.

Entre el relé y el disipador, se recomienda aplicar una capa de pasta térmica, que aumenta el área de contacto y aumenta la transferencia de calor. También hay TTR diseñados para fijarse a la pared con tornillos ordinarios.

Por tipo de esquema de control

El principio de funcionamiento de un relé de tecnología ajustable no siempre requiere su funcionamiento instantáneo.

Por lo tanto, los fabricantes han desarrollado varios esquemas de control SSR que se utilizan en varios campos:

1. Control cero. Esta opción para controlar un relé de estado sólido asume la operación solo con un valor de voltaje de 0. Se usa en dispositivos con cargas capacitivas, resistivas (calentadores) e inductivas débiles (transformadores).
2. Instante. Se utiliza cuando es necesario accionar el relé bruscamente cuando se aplica una señal de control.
3. Fase. Implica la regulación del voltaje de salida cambiando los parámetros de la corriente de control. Se utiliza para cambiar suavemente el grado de calefacción o iluminación.

Los relés de estado sólido también difieren en muchos otros parámetros menos significativos.

Por lo tanto, al comprar un TSR, es importante comprender el esquema de funcionamiento del equipo conectado para comprar el dispositivo de ajuste más adecuado para él.

Se debe proporcionar una reserva de energía, porque el relé tiene un recurso operativo que se consume rápidamente con sobrecargas frecuentes.

Propósito y tipos

Un relé de control de corriente es un dispositivo que responde a cambios repentinos en la magnitud de la corriente eléctrica entrante y, si es necesario, corta la alimentación de un determinado consumidor o de todo el sistema de suministro de energía. Su principio de funcionamiento se basa en la comparación de señales eléctricas externas y respuesta instantánea si no coinciden con los parámetros de funcionamiento del dispositivo. Se utiliza para operar el generador, la bomba, el motor del automóvil, las máquinas herramienta, los electrodomésticos y más.

Existen tales tipos de dispositivos de corriente continua y alterna:

1. intermedio;
2. Protector;
3. Medición;
4. presión;
5. Tiempo.

Se utiliza un dispositivo intermedio o relé de máxima corriente (RTM, RST 11M, RS-80M, REO-401) para abrir o cerrar los circuitos de una determinada red eléctrica cuando se alcanza un determinado valor de corriente. Se usa con mayor frecuencia en apartamentos o casas para aumentar la protección de los equipos domésticos contra sobretensiones y sobretensiones.

El principio de funcionamiento de un dispositivo térmico o de protección se basa en controlar la temperatura de los contactos de un determinado dispositivo. Se utiliza para proteger los dispositivos contra el sobrecalentamiento. Por ejemplo, si la plancha se sobrecalienta, dicho sensor apagará automáticamente la alimentación y la encenderá después de que el dispositivo se enfríe.

Un relé estático o de medida (REV) ayuda a cerrar los contactos del circuito cuando aparece un determinado valor de corriente eléctrica.Su objetivo principal es comparar los parámetros de red disponibles y los requeridos, así como responder rápidamente a sus cambios.

El presostato (RPI-15, 20, RPZH-1M, FQS-U, FLU y otros) es necesario para controlar líquidos (agua, aceite, aceite), aire, etc. Se utiliza para apagar la bomba u otro equipo cuando se ha alcanzado la presión a los indicadores dados. A menudo se usa en sistemas de plomería y en estaciones de servicio de automóviles.

Se necesitan relés de retardo de tiempo (fabricante EPL, Danfoss, también modelos PTB) para controlar y ralentizar la respuesta de ciertos dispositivos cuando se detecta una fuga de corriente u otra falla en la red. Dichos dispositivos de protección de relés se utilizan tanto en la vida cotidiana como en la industria. Evitan la activación prematura del modo de emergencia, el funcionamiento del RCD (también es un relé diferencial) y los disyuntores. El esquema de su instalación a menudo se combina con el principio de incluir equipos de protección y diferenciales en la red.

Además, también existen relés electromagnéticos de tensión y corriente, mecánicos, de estado sólido, etc.

Un relé de estado sólido es un dispositivo monofásico para conmutar corrientes elevadas (a partir de 250 A), que proporciona protección galvánica y aislamiento de circuitos eléctricos. Se trata, en la mayoría de los casos, de equipos electrónicos diseñados para responder de forma rápida y precisa a los problemas de la red. Otra ventaja es que dicho relé de corriente puede fabricarse a mano.

Por diseño, los relés se clasifican en mecánicos y electromagnéticos, y ahora, como se mencionó anteriormente, en electrónicos. El mecánico se puede utilizar en diversas condiciones de trabajo, no requiere un circuito complejo para conectarlo, es duradero y confiable.Pero al mismo tiempo, no lo suficientemente precisa. Por lo tanto, ahora se utilizan principalmente sus contrapartes electrónicas más modernas.

Los principales tipos de relés y su propósito.

Los fabricantes configuran los dispositivos de conmutación modernos de tal manera que la operación ocurre solo bajo ciertas condiciones, por ejemplo, con un aumento en la intensidad de la corriente suministrada a los terminales de entrada del KU. A continuación repasaremos brevemente los principales tipos de solenoides y su finalidad.

Relés electromagnéticos

Un relé electromagnético es un dispositivo de conmutación electromecánico, cuyo principio se basa en el efecto de un campo magnético creado por una corriente en un devanado estático en una armadura. Este tipo de KU se divide en dispositivos realmente electromagnéticos (neutros), que responden solo al valor de la corriente suministrada al devanado, y polarizados, cuyo funcionamiento depende tanto del valor de la corriente como de la polaridad.

El principio de funcionamiento del solenoide electromagnético.

Los relés electromagnéticos utilizados en equipos industriales se encuentran en una posición intermedia entre los dispositivos de alta corriente (arrancadores magnéticos, contactores, etc.) y los equipos de baja corriente. La mayoría de las veces, este tipo de relé se usa en circuitos de control.

relé de CA

El funcionamiento de este tipo de relé, como su nombre lo indica, ocurre cuando se aplica al devanado una corriente alterna de cierta frecuencia. Este dispositivo de conmutación de CA con o sin control de fase cero es una combinación de tiristores, diodos rectificadores y circuitos de control. relé de CA Se puede realizar en forma de módulos a base de transformador o de aislamiento óptico.Estos KU se utilizan en redes de CA con una tensión máxima de 1,6 kV y una corriente de carga media de hasta 320 A.

Relé intermedio 220 V

A veces, el funcionamiento de la red eléctrica y los electrodomésticos no es posible sin el uso de un relé intermedio para 220 V. Por lo general, se usa un KU de este tipo si es necesario abrir o abrir los contactos del circuito en direcciones opuestas. Por ejemplo, si se usa un dispositivo de iluminación con un sensor de movimiento, un conductor se conecta al sensor y el otro suministra electricidad a la lámpara.

Los relés de CA se utilizan ampliamente en equipos industriales y electrodomésticos

Funciona así:

1. suministrar corriente al primer dispositivo de conmutación;
2. desde los contactos del primer KU, la corriente fluye hacia el siguiente relé, que tiene características más altas que el anterior y es capaz de soportar altas corrientes.

Los relés se vuelven más eficientes y compactos cada año.

Las funciones del relé de CA de tamaño pequeño de 220 V son muy diversas y se utilizan ampliamente como dispositivo auxiliar en una amplia variedad de campos. Este tipo de KU se usa en los casos en que el relé principal no cumple con su tarea o con una gran cantidad de redes controladas que ya no pueden servir a la unidad principal.

El dispositivo de conmutación intermedio se utiliza en equipos industriales y médicos, transporte, equipos de refrigeración, televisores y otros electrodomésticos.

relé de CC

Los relés de CC se dividen en neutros y polarizados. La diferencia entre los dos es que los condensadores de CC polarizados son sensibles a la polaridad del voltaje aplicado.La armadura del dispositivo de conmutación cambia de dirección de movimiento dependiendo de los polos de energía. Los relés DC electromagnéticos neutros no dependen de la polaridad del voltaje.

El KU electromagnético de CC se utiliza principalmente cuando no es posible conectarse a la red de CA.

Relé automotriz de cuatro pines

Las desventajas de los solenoides de CC incluyen la necesidad de una fuente de alimentación y un mayor costo en comparación con la CA.

Este video muestra el diagrama de conexión y explica cómo funciona el relé de 4 contactos:

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Relé electrónico

Relé de control electrónico en el circuito del dispositivo.

Habiendo tratado lo que es un relé de corriente, considere el tipo electrónico de este dispositivo. El diseño y el principio de funcionamiento de los relés electrónicos son prácticamente los mismos que en los KU electromecánicos. Sin embargo, para realizar las funciones necesarias en un dispositivo electrónico, se utiliza un diodo semiconductor. En los vehículos modernos, la mayoría de las funciones de los relés e interruptores se realizan mediante unidades de control de relés electrónicos y, por el momento, es imposible abandonarlos por completo. Entonces, por ejemplo, un bloque de relés electrónicos le permite controlar el consumo de energía, el voltaje en los terminales de la batería, controlar el sistema de iluminación, etc.

Principio de funcionamiento del relé de estado sólido

Arroz. Numero 3. Esquema de funcionamiento utilizando un relé de estado sólido. En la posición de apagado, cuando la entrada es 0 V, el relé de estado sólido evita que la corriente fluya a través de la carga. En la posición de encendido, hay voltaje en la entrada, la corriente fluye a través de la carga.

Los elementos principales de un circuito de entrada de CA ajustable.

1. El regulador de corriente sirve para mantener un valor de corriente constante.
2. Un puente de onda completa y condensadores en la entrada del dispositivo sirven para convertir la señal de CA en CC.
3. Optoacoplador de aislamiento óptico incorporado, se le aplica voltaje de suministro y la corriente de entrada fluye a través de él.
4. El circuito de disparo se usa para controlar la emisión de luz del optoacoplador incorporado, en caso de interrupción de la señal de entrada, la corriente dejará de fluir a través de la salida.
5. Resistencias en serie en un circuito.

Hay dos tipos comunes de desacoplamiento óptico que se utilizan en los relés de estado sólido: el de siete tiendas y el transistor.

El triac tiene las siguientes ventajas: la inclusión de un circuito de disparo en el desacoplamiento y su inmunidad a interferencias. Las desventajas incluyen el alto costo y la necesidad de grandes cantidades de corriente en la entrada del dispositivo, que es necesaria para cambiar la salida.

Arroz. No. 4. Esquema de un relé con un sieteistor.

Tiristor: no necesita una gran cantidad de corriente para cambiar la salida. La desventaja es que el circuito de disparo está fuera del aislamiento, lo que significa una mayor cantidad de elementos y poca protección contra interferencias.

Arroz. Numero 5. Esquema de un relé con un tiristor.

Arroz. Nº 6. Apariencia y disposición de elementos en el diseño de un relé de estado sólido con control de transistores.

Principio de funcionamiento del control de media onda SCR tipo relé de estado sólido

Con el paso de corriente a través del relé en una sola dirección, la cantidad de potencia se reduce en casi un 50%. Para evitar este fenómeno, se utilizan dos SCR conectados en paralelo, ubicados en la salida (el cátodo está conectado al ánodo del otro).

Arroz. Nº 7. Diagrama del principio de funcionamiento del control SCR de media onda

Tipos de conmutación de relés de estado sólido

1. Control de acciones de conmutación cuando la corriente pasa por cero.

Arroz. Nº 8. Conmutación de relé cuando la corriente pasa por cero.

Se utiliza para cargas resistivas en sistemas de control y monitoreo para dispositivos de calefacción. Uso en cargas ligeramente inductivas y capacitivas.

1. Relé de estado sólido de control de fase

Fig. No. 9. Esquema de control de fase.

Indicadores clave para seleccionar relés de estado sólido

• Corriente: carga, arranque, nominal.
• Tipo de carga: inductancia, capacitancia o carga resistiva.
• Tipo de tensión del circuito: AC o DC.
• Tipo de señal de control.

Recomendaciones para la selección de relés y matices operativos.

La carga actual y su naturaleza son el factor principal que determina la elección. El relé se selecciona con un margen de corriente, que incluye tener en cuenta la corriente de irrupción (debe soportar una sobrecorriente de 10 veces y una sobrecarga de 10 ms). Cuando se trabaja con un calentador, la corriente nominal supera la corriente de carga nominal en al menos un 40 %. Cuando se trabaja con un motor eléctrico, se recomienda que el margen de corriente sea al menos 10 veces mayor que el valor nominal.

Ejemplos indicativos de selección de relés en caso de sobreintensidad

1. Carga de potencia activa, por ejemplo, un elemento calefactor: un margen del 30-40%.
2. Motor eléctrico de tipo asíncrono, 10 veces el margen actual.
3. Iluminación con lámparas incandescentes: 12 veces el margen.
4. Relés electromagnéticos, bobinas: de 4 a 10 veces la reserva.

Arroz. Nº 10. Ejemplos de selección de relés con carga de corriente activa.

Un componente electrónico de los circuitos eléctricos como un relé de estado sólido se está convirtiendo en una interfaz indispensable en los circuitos modernos y proporciona un aislamiento eléctrico confiable entre todos los circuitos eléctricos involucrados.

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Guía de selección

Debido a las pérdidas eléctricas en los semiconductores de potencia, los relés de estado sólido se calientan cuando se conmuta la carga. Esto impone una limitación en la cantidad de corriente conmutada. Una temperatura de 40 grados centígrados no provoca un deterioro en los parámetros de funcionamiento del dispositivo. Sin embargo, el calentamiento por encima de 60C reduce en gran medida el valor permitido de la corriente conmutada. En este caso, el relé puede entrar en un modo de operación no controlado y fallar.

Por lo tanto, durante la operación a largo plazo del relé en modos nominales, y especialmente "pesados" (con conmutación a largo plazo de corrientes superiores a 5 A), se requiere el uso de radiadores. Con cargas aumentadas, por ejemplo, en el caso de una carga de naturaleza "inductiva" (solenoides, electroimanes, etc.), se recomienda elegir dispositivos con un gran margen de corriente: 2-4 veces, y en el caso de controlando un motor eléctrico asíncrono, 6-10 veces el margen actual.

Cuando se trabaja con la mayoría de los tipos de cargas, el encendido del relé va acompañado de un pico de corriente de diversa duración y amplitud, cuyo valor debe tenerse en cuenta al elegir:

• las cargas puramente activas (calentadores) dan las sobretensiones de corriente más bajas posibles, que prácticamente se eliminan cuando se usan relés con conmutación a "0";
• lámparas incandescentes, lámparas halógenas, cuando se encienden, pasan una corriente 7 ... 12 veces más que la nominal;
• las lámparas fluorescentes durante los primeros segundos (hasta 10 s) dan sobretensiones de corriente a corto plazo, 5 ... 10 veces más altas que la corriente nominal;
• las lámparas de mercurio dan una sobrecarga de corriente triple durante los primeros 3-5 minutos;
• devanados de relés electromagnéticos de corriente alterna: la corriente es 3 ... 10 veces mayor que la corriente nominal durante 1-2 períodos;
• devanados de solenoides: la corriente es 10 ... 20 veces mayor que la corriente nominal durante 0,05 - 0,1 s;
• motores eléctricos: la corriente es 5 ... 10 veces más que la corriente nominal durante 0,2 - 0,5 s;
• cargas altamente inductivas con núcleos saturables (transformadores en reposo) cuando se encienden en la fase de tensión cero: la corriente es 20 ... 40 veces la corriente nominal durante 0,05 - 0,2 s;
• cargas capacitivas cuando se encienden en una fase cercana a 90°: la corriente es 20 ... 40 veces la corriente nominal durante un tiempo de decenas de microsegundos a decenas de milisegundos.

Será interesante cómo se usa. fotorrelé para calle ¿Encendiendo?

La capacidad de soportar sobrecargas de corriente se caracteriza por la magnitud de la "corriente de choque". Esta es la amplitud de un solo pulso de una duración determinada (generalmente 10 ms). Para los relés de CC, este valor suele ser de 2 a 3 veces el valor de la corriente continua máxima permitida, para los relés de tiristores, esta relación es de aproximadamente 10. Para las sobrecargas de corriente de duración arbitraria, se puede proceder de una dependencia empírica: un aumento en la sobrecarga duración en un orden de magnitud conduce a una disminución en la amplitud de corriente permitida. El cálculo de la carga máxima se presenta en la siguiente tabla.

Tabla para el cálculo de la carga máxima de un relé de estado sólido.

La elección de la corriente nominal para una carga específica debe estar en la relación entre el margen de la corriente nominal del relé y la introducción de medidas adicionales para reducir las corrientes de arranque (resistencias limitadoras de corriente, reactores, etc.).

Para aumentar la resistencia del dispositivo al ruido impulsivo, se coloca un circuito externo en paralelo con los contactos de conmutación, que consta de una resistencia y una capacitancia conectadas en serie (circuito RC). Para una protección más completa contra la fuente de sobretensión en el lado de la carga, es necesario conectar varistores de protección en paralelo con cada fase del SSR.

Esquema de conexión de un relé de estado sólido.

Al conmutar una carga inductiva, es obligatorio el uso de varistores de protección. La elección del valor requerido del varistor depende del voltaje que alimenta la carga y se calcula mediante la fórmula: Uvaristor = (1.6 ... 1.9) x Uload.

El tipo de varistor se determina en función de las características específicas del dispositivo. Los varistores domésticos más populares son las series: CH2-1, CH2-2, VR-1, VR-2. El relé de estado sólido proporciona un buen aislamiento galvánico de los circuitos de entrada y salida, así como de los circuitos que transportan corriente de los elementos estructurales del dispositivo, por lo que no se requieren medidas adicionales de aislamiento del circuito.

Relé de estado sólido de bricolaje

Detalles y cuerpo

• F1 - Fusible de 100 mA.
• S1: cualquier interruptor de baja potencia.
• C1 - condensador 0,063 uF 630 voltios.
• C2 - 10 - 100 uF 25 Voltios.
• C3 - 2,7 nF 50 voltios.
• C4 - 0,047 uF 630 Voltios.
• R1 - 470 kOhmios 0,25 vatios.
• R2 - 100 ohmios 0,25 vatios.
• R3 - 330 ohmios 0,5 vatios.
• R4 - 470 ohmios 2 vatios.
• R5 - 47 ohmios 5 vatios.
• R6 - 470 kOhmios 0,25 vatios.
• R7 - Varistor TVR12471, o similar.
• R8 - carga.
• D1: cualquier puente de diodos para un voltaje de al menos 600 voltios, o ensamblado a partir de cuatro diodos separados, por ejemplo, 1N4007.
• D2 es un diodo zener de 6,2 voltios.
• D3 - diodo 1N4007.
• T1 - triac VT138-800.
• LED1: cualquier LED de señal.

La ingeniería eléctrica moderna y la radioelectrónica están abandonando cada vez más los componentes mecánicos que tienen un tamaño considerable y están sujetos a un desgaste rápido. Un área donde esto aparece más es en los relés electromagnéticos. Todo el mundo sabe muy bien que incluso el relé más caro, con contactos de platino, fallará tarde o temprano. Sí, y los clics al cambiar pueden ser molestos. Por lo tanto, la industria ha establecido una producción activa de relés especiales de estado sólido.

Dichos relés de estado sólido se pueden usar en casi cualquier lugar, pero en la actualidad siguen siendo muy costosos. Por lo tanto, tiene sentido recogerlo usted mismo. Además, sus esquemas son simples y comprensibles. El relé de estado sólido funciona como un relé mecánico estándar: puede usar un voltaje bajo para cambiar un voltaje más alto.

Siempre que no haya voltaje de CC presente en la entrada (en el lado izquierdo del circuito), el fototransistor TIL111 está abierto. Para aumentar la protección contra falsos positivos, la base del TIL111 se alimenta con un emisor a través de una resistencia de 1M. La base del transistor BC547B estará a alto potencial y, por lo tanto, permanecerá abierta. El colector cierra el electrodo de control del tiristor TIC106M a menos, y permanece en la posición cerrada. No pasa corriente a través del puente de diodos rectificadores y la carga se apaga.

A cierto voltaje de entrada, digamos 5 voltios, el diodo dentro del TIL111 se enciende y activa el fototransistor. El transistor BC547B se cierra y el tiristor se desbloquea. Esto crea una caída de voltaje lo suficientemente grande. en una resistencia de 330 ohmios para cambiar el triac TIC226 a la posición de encendido. La caída de voltaje en el triac en ese momento es de solo unos pocos voltios, por lo que prácticamente todo el voltaje de CA fluye a través de la carga.

El triac está protegido contra sobretensiones mediante un condensador de 100 nF y una resistencia de 47 ohmios. Se agregó un FET BF256A para permitir la conmutación estable de un relé de estado sólido con diferentes voltajes de control. Actúa como fuente de corriente. El diodo 1N4148 está instalado para proteger el circuito en caso de polaridad inversa. Este circuito se puede utilizar en varios dispositivos, con una potencia de hasta 1,5 kW, por supuesto, si instala el tiristor en un radiador grande.

El principio de funcionamiento del relé de arranque.

A pesar de la gran cantidad de productos patentados de varios fabricantes, el funcionamiento de los refrigeradores y los principios de funcionamiento de los relés de arranque son casi los mismos. Habiendo entendido el principio de su acción, puede encontrar y solucionar el problema de forma independiente.

Diagrama del dispositivo y conexión al compresor.

El circuito eléctrico del relé tiene dos entradas desde la fuente de alimentación y tres salidas hacia el compresor. Una entrada (condicionalmente - cero) pasa directamente.

Otra entrada (condicionalmente - fase) dentro del dispositivo se divide en dos:

• el primero pasa directamente al devanado de trabajo;
• el segundo pasa a través de los contactos de desconexión al devanado de arranque.

Si el relé no tiene un asiento, al conectarse al compresor, no debe cometer un error con el orden de conexión de los contactos. Los métodos que se utilizan en Internet para determinar los tipos de devanados utilizando medidas de resistencia generalmente no son correctos, ya que para algunos motores la resistencia de los devanados de arranque y trabajo es la misma.

El circuito eléctrico del relé de arranque puede tener modificaciones menores según el fabricante. La figura muestra el diagrama de conexión de este dispositivo en el refrigerador Orsk.

Por lo tanto, es necesario encontrar documentación o desmontar el compresor del refrigerador para comprender la ubicación de los contactos directos.

Esto también se puede hacer si hay identificadores simbólicos cerca de las salidas:

• "S" - devanado de arranque;
• "R" - devanado de trabajo;
• “C” es la salida común.

Los relés difieren en la forma en que se montan en el marco del refrigerador o en el compresor. También tienen sus propias características actuales, por lo tanto, al reemplazar, es necesario seleccionar un dispositivo completamente idéntico, o mejor, el mismo modelo.

Contactos de cierre por medio de una bobina de inducción

El relé de arranque electromagnético funciona según el principio de cerrar un contacto para pasar corriente a través del devanado de arranque. El principal elemento operativo del dispositivo es una bobina de solenoide conectada en serie con el devanado del motor principal.

En el momento del arranque del compresor, con un rotor estático, pasa una gran corriente de arranque a través del solenoide. Como resultado de esto, se crea un campo magnético que mueve el núcleo (armadura) con una barra conductora instalada, cerrando el contacto del devanado de arranque. Comienza la aceleración del rotor.

Con un aumento en el número de revoluciones del rotor, la cantidad de corriente que pasa a través de la bobina disminuye, como resultado, el voltaje del campo magnético disminuye. Bajo la acción de un resorte compensador o de la gravedad, el núcleo vuelve a su lugar original y se abre el contacto.

En la tapa del relé con bobina de inducción hay una flecha "hacia arriba", que indica la posición correcta del dispositivo en el espacio.Si se coloca de manera diferente, los contactos no se abrirán bajo la influencia de la gravedad.

El motor del compresor continúa funcionando en el modo de mantener la rotación del rotor, pasando corriente a través del devanado de trabajo. La próxima vez, el relé funcionará solo después de que el rotor se detenga.

Regulación del suministro de corriente por un positor

Los relés producidos para los refrigeradores modernos a menudo usan un positor, un tipo de resistencia térmica. Para este dispositivo, hay un rango de temperatura, por debajo del cual pasa corriente con poca resistencia, y por encima, la resistencia aumenta bruscamente y el circuito se abre.

En el relé de arranque, el posistor está integrado en el circuito que conduce al devanado de arranque. A temperatura ambiente, la resistencia de este elemento es despreciable, por lo que cuando arranca el compresor, la corriente pasa sin obstáculos.

Debido a la presencia de resistencia, el posistor se calienta gradualmente y cuando se alcanza cierta temperatura, el circuito se abre. Se enfría solo después de que se interrumpe el suministro de corriente al compresor y nuevamente activa un salto cuando el motor se enciende nuevamente.

El posistor tiene la forma de un cilindro bajo, por lo que los electricistas profesionales a menudo lo llaman "píldora".

Relé de estado sólido de control de fase

Aunque los relés de estado sólido pueden realizar una conmutación directa de carga de cruce por cero, también pueden realizar funciones mucho más complejas con la ayuda de circuitos lógicos digitales, microprocesadores y módulos de memoria. Otro uso excelente para un relé de estado sólido es en aplicaciones de atenuación de lámparas, ya sea en el hogar, para un espectáculo o un concierto.

Los relés de estado sólido con encendido distinto de cero (encendido momentáneo) se encienden inmediatamente después de que se aplica la señal de control de entrada, a diferencia del SSR de cruce por cero, que es más alto y espera el siguiente punto de cruce por cero de la onda sinusoidal de CA. Esta conmutación de fuego aleatorio se utiliza en aplicaciones resistivas, como atenuadores de lámparas, y en aplicaciones en las que solo es necesario aplicar la carga durante una pequeña parte del ciclo de CA.

¿Cuáles son las características?

Al crear un relé de estado sólido, fue posible excluir la aparición de un arco o chispas en el proceso de cierre / apertura de un grupo de contactos. Como resultado, la vida útil del dispositivo se ha multiplicado varias veces. A modo de comparación, las mejores versiones de los productos estándar (de contacto) pueden soportar hasta 500 000 conmutaciones. No existen tales restricciones en los TTR bajo consideración.

El costo de los relés de estado sólido es mayor, pero el cálculo más simple muestra los beneficios de su uso. Esto se debe a los siguientes factores: ahorro de energía, larga vida útil (confiabilidad) y la presencia de control mediante microcircuitos.

La elección es lo suficientemente amplia como para elegir el dispositivo, teniendo en cuenta las tareas y el costo actual. Tanto los pequeños dispositivos para la instalación en circuitos domésticos como los potentes dispositivos utilizados para controlar motores están disponibles comercialmente.

Como se señaló anteriormente, los SSR difieren en el tipo de voltaje conmutado: pueden diseñarse para I constante o variable. Este matiz debe tenerse en cuenta al elegir.

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Las características de los modelos de estado sólido incluyen la sensibilidad del dispositivo a las corrientes de carga.Si este parámetro se supera 2-3 veces o más por encima de la norma permitida, el producto se rompe.

Para evitar tal problema durante la operación, es importante abordar cuidadosamente el proceso de instalación e instalar dispositivos de protección en el circuito clave. Además, es importante dar preferencia a los interruptores que tengan una corriente de trabajo de dos o tres veces la carga de conmutación.

Pero eso no es todo

Además, es importante dar preferencia a los interruptores que tengan una corriente de trabajo de dos o tres veces la carga de conmutación. Pero eso no es todo

Para protección adicional, se recomienda proporcionar fusibles o disyuntores en el circuito (la clase "B" es adecuada).