Relè allo stato solido: circuito, principio di funzionamento, connessione

Per garantire la comunicazione senza contatto di vari dispositivi senza l’uso di elettromagneti, viene utilizzato un relè a stato solido. Parleremo ulteriormente delle caratteristiche, del principio di funzionamento e dello schema di collegamento di questo dispositivo.

Sommario:

Relè allo stato solido – principio di funzionamento

Un relè a stato solido è un dispositivo che fornisce il contatto tra circuiti elettrici a bassa tensione e ad alta tensione.

Considerando la struttura di questo dispositivo, la maggior parte dei modelli sono simili tra loro, presentano piccole differenze che non influiscono sul principio del loro funzionamento..

La struttura del relè a stato solido prevede la presenza di:

• Ingresso,
• isolamento ottico,
• circuito di attivazione,
• circuito dell’interruttore,
• circuiti di protezione.

L’ingresso è il circuito primario, che è caratterizzato dalla presenza di un resistore su un isolatore permanente, che è collegato in serie. La funzione principale del circuito di ingresso è ricevere un segnale e trasmettere un comando al dispositivo relè a stato solido che commuta il carico..

Un dispositivo di isolamento ottico viene utilizzato per isolare la rete di ingresso e uscita CA. Il tipo del dato componente dipende dal tipo di relè e dal suo principio di funzionamento..

Un design del circuito di trigger viene utilizzato per elaborare il segnale di ingresso e commutare l’uscita. Funziona come un elemento separato e in alcuni modelli fa parte dell’isolamento ottico.

Per fornire la forza di tensione al carico, viene utilizzato un circuito di tipo a commutazione, che include un transistor, un diodo al silicio e un triac..

Un circuito di protezione separato viene utilizzato per proteggere il relè a stato solido da malfunzionamenti o errori. Questo dispositivo è di due tipi: interno ed esterno..

Il circuito del relè a stato solido è composto da:

• sistemi di controllo,
• dispositivi relè a stato solido,
• motore, pompa, saldatrice, trasformatore o riscaldatore.

Per commutare un carico induttivo utilizzando un relè a stato solido, la riserva di corrente deve essere aumentata di 6-8 volte.

Il principio di funzionamento di un relè a stato solido è quello di chiudere o aprire i contatti che trasmettono la tensione direttamente al relè. Per attivare i contatti è necessario un attivatore. Il suo ruolo in un relè a stato solido è svolto da un semiconduttore o da un dispositivo a stato solido. Nei dispositivi che funzionano con corrente alternata, questo è un tiristore o triac e per i dispositivi con corrente continua, un transistor.

Il dispositivo, che è caratterizzato dalla presenza di un transistor interruttore, è un relè a stato solido. Questo è, ad esempio, un sensore di movimento o di luce che, utilizzando un transistor, trasmette tensione..

Tra la tensione in bobina e i contatti di potenza compare un effetto di isolamento galvanico, che scompare per la presenza di un circuito ottico.

Vantaggi e ambito di utilizzo dei relè a stato solido

I relè a stato solido spesso sostituiscono i contattori convenzionali a causa dei loro numerosi vantaggi rispetto ad essi. Considera i principali vantaggi di un relè a stato solido:

1. Basso consumo energetico: a causa della mancanza di diversità elettromagnetica, il relè elettromagnetico consuma molta elettricità, poiché il relè a stato solido utilizza un semiconduttore, la quantità di elettricità per il suo funzionamento è inferiore del 90%.

2. Il relè a stato solido è un dispositivo di piccole dimensioni, questa qualità lo rende facile da trasportare e installare..

3. Questo dispositivo è caratterizzato da un alto livello di prestazioni e non richiede l’attesa per l’avvio..

4. Prestazioni a basso rumore: un altro vantaggio del relè a stato solido rispetto ai contattori.

5. Tali dispositivi hanno una durata maggiore e non richiedono ulteriore manutenzione..

6. Hanno una vasta gamma di usi e sono adatti a diversi dispositivi.

7. Il relè a stato solido consente di accendere il circuito senza consentire interferenze elettromagnetiche.

8. L’alto livello di prestazioni evita il rimbalzo del contatto durante il funzionamento del dispositivo.

9. Il relè a stato solido consente oltre un miliardo di attivazioni.

10. La presenza di un isolamento affidabile tra l’ingresso e i circuiti di commutazione aumenta le prestazioni del dispositivo.

11. Il relè presenta un design compatto e sigillato e una forte resistenza alle vibrazioni prima degli urti..

L’ambito di utilizzo del relè a stato solido è piuttosto ampio. Sono utilizzati quando è necessario commutare carichi induttivi. Considera le principali aree di applicazione di questo dispositivo:

• un sistema in cui la temperatura è controllata tramite un elemento riscaldante;
• mantenere una temperatura costante nel processo tecnologico;
• per commutare il circuito di controllo;
• quando si sostituiscono gli avviatori di tipo inverso senza contatto;
• controllo di motori elettrici;
• controllo di riscaldamento, trasformatori e altri dispositivi tecnici;
• controllo del livello di illuminazione.

Varietà di relè a stato solido

Esistono diversi tipi di relè a stato solido, che differiscono per le caratteristiche della tensione di comando e di commutazione:

1. Relè CC a stato solido – utilizzati sotto l’azione di elettricità costante nell’intervallo da 3 a 32 watt. È caratterizzato da elevate caratteristiche specifiche, indicazione a LED, alta affidabilità. La maggior parte dei modelli ha un’ampia gamma di temperature di esercizio da -30 a +70 gradi.

2. I relè a stato solido CA presentano basse interferenze elettromagnetiche, nessun rumore durante il funzionamento, basso consumo energetico e alta velocità operativa. L’intervallo di lavoro è 90-250 W.

3. Relè a stato solido con comando manuale, consentono di personalizzare il tipo di lavoro.

In relazione al tipo di carico si hanno:

• relè a stato solido monofase,
• relè a stato solido trifase.

Un relè monofase consente di commutare l’elettricità nell’intervallo 10-120 A o nell’intervallo 100-500 A. Il controllo di fase viene effettuato utilizzando un segnale analogico e un resistore variabile. I relè trifase vengono utilizzati per commutare la corrente su tre fasi contemporaneamente. Hanno un intervallo di funzionamento da 10 a 120 A. Tra i relè trifase si distinguono i dispositivi reversibili, che si differenziano per la marcatura e la commutazione senza contatto. La loro funzione è quella di commutare in modo affidabile ciascun circuito separatamente. Dispositivi speciali sono in grado di proteggere in modo affidabile il relè da false commutazioni.

Sono utilizzati durante l’avviamento e il funzionamento del motore asincrono, che li inverte. Quando si sceglie questo dispositivo, è necessario osservare una grande fornitura di corrente, che aziona il dispositivo in modo sicuro ed efficiente..

Per evitare sovratensioni quando si utilizza un relè, assicurarsi di acquistare un varistore o un fusibile ad azione rapida..

I relè trifase hanno una durata maggiore rispetto ai relè monofase. La commutazione si verifica a seguito del passaggio per lo zero corrente e dell’indicazione del LED.

In relazione al metodo di commutazione, si hanno:

• dispositivi che trasportano carichi di tipo capacitivo, di tipo riduttivo, induzione debole;
• relè ad accensione casuale o istantanea, vengono utilizzati quando è richiesto il funzionamento istantaneo;
• relè con controllo di fase, consentono di impostare elementi riscaldanti, lampade ad incandescenza.

In relazione al design, i relè a stato solido sono:

• montato su binari D&N,
• universale, installato su strisce di tipo di transizione.

Scegliere e acquistare un relè a stato solido

Per acquistare un relè a stato solido, è necessario contattare un negozio di elettronica specializzato, dove specialisti esperti ti aiuteranno a scegliere un dispositivo, in relazione alla potenza richiesta..

Il prezzo del relè a stato solido è determinato dalle seguenti caratteristiche:

• tipo di dispositivo,
• disponibilità di elementi di fissaggio,
• materiale di cui è fatta la custodia,
• attivazione istantanea o graduale,
• disponibilità di funzioni aggiuntive,
• produttore,
• potenza,
• consumo elettrico,
• dimensioni del dispositivo.

Quando si acquista un relè a stato solido, c’è un punto molto importante da tenere a mente. Questi dispositivi devono funzionare con una riserva di carica che supera più volte la potenza del dispositivo. Se non si rispetta questa regola, con un leggero aumento di potenza, il dispositivo si guasterà immediatamente..

Si consiglia l’uso di fusibili speciali per evitare danni al relè..

Esistono diversi tipi di fusibili:

• g R – utilizzati in un’ampia gamma di capacità, sono caratterizzati da un’azione rapida;
• g S – utilizzato nell’intero intervallo di corrente, proteggendo gli elementi a semiconduttore da maggiori carichi della rete elettrica;
• a R – protegge gli elementi del tipo a semiconduttore dai cortocircuiti.

Tali dispositivi hanno un costo piuttosto elevato, pari al costo del relè stesso, ma forniscono una protezione altamente efficace contro i danni al dispositivo..

Esistono altri fusibili che appartengono alle classi B, C e D. Hanno un raggio di protezione inferiore e un costo inferiore..

Durante il funzionamento del relè a stato solido, va notato che questo dispositivo si riscalda molto rapidamente. Se il corpo del dispositivo è molto caldo, non è in grado di commutare la corrente in modalità normale, la quantità di corrente è notevolmente ridotta. Se la temperatura di riscaldamento raggiunge i 65 gradi, il dispositivo si brucerà.

Pertanto, quando si utilizza il relè, è indispensabile installare un radiatore di raffreddamento. E la riserva attuale dovrebbe essere tre, quattro volte superiore. Se viene eseguita la regolazione dei motori a induzione, la riserva di corrente aumenta da otto a dieci volte..

Caratteristiche del collegamento di un relè a stato solido

Raccomandazioni per il relè a stato solido autocablante:

1. I collegamenti non richiedono saldatura, ma sono realizzati con un metodo a vite.

2. Per evitare danni al dispositivo, non consentire l’ingresso di polvere o elementi metallici..

3. Non è consentito applicare influenze esterne inaccettabili sul corpo del dispositivo..

4. Non posizionare il relè a stato solido vicino a oggetti infiammabili, né toccare il dispositivo mentre è in funzione per evitare ustioni..

5. Prima di accendere il relè, assicurarsi che i collegamenti siano commutati correttamente..

6. In caso di riscaldamento del case superiore a 60 gradi, si consiglia di installare il relè su un radiatore di raffreddamento.

7. Per evitare danni al dispositivo, non cortocircuitare l’uscita..