Relé de estado sólido: tipos, aplicação prática, diagramas de fiação

Transistor Darlington

Se a carga for muito poderosa, então a corrente através dela pode atingir
vários amplificadores. Para transistores de alta potência, o coeficiente $\beta$ pode
ser insuficiente. (Além disso, como pode ser visto na tabela, para poderosos
transistores, já é pequeno.)

Neste caso, você pode usar uma cascata de dois transistores. O primeiro
o transistor controla a corrente, que liga o segundo transistor. Tal
o circuito de comutação é chamado de circuito Darlington.

Neste circuito, os coeficientes $\beta$ dos dois transistores são multiplicados, o que
permite obter um coeficiente de transferência de corrente muito alto.

Para aumentar a velocidade de desligamento dos transistores, você pode conectar cada
emissor e resistor de base.

As resistências devem ser grandes o suficiente para não afetar a corrente
base - emissor. Os valores típicos são 5…10 kΩ para tensões de 5…12 V.

Os transistores Darlington estão disponíveis como um dispositivo separado. Exemplos
tais transistores são mostrados na tabela.

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

Caso contrário, a operação da chave permanece a mesma.

Motorista FET

Se você ainda precisar conectar a carga ao transistor de canal n
entre o ralo e o solo, então há uma solução. Você pode usar pronto
microcircuito - o motorista do ombro superior. top - porque o transistor
acima de.

Drivers dos ombros superiores e inferiores também são produzidos (por exemplo,
IR2151) para construir um circuito push-pull, mas para comutação simples
carga não é necessária. Isso é necessário se a carga não puder ser deixada
"pendurar no ar", mas é necessário puxá-lo para o chão.

Considere o circuito do driver do lado alto usando o IR2117 como exemplo.

O circuito não é muito complicado, e o uso do driver permite o mais
uso eficiente do transistor.

Proteção contra interferência DC

Comida separada

Uma das melhores maneiras de se proteger contra interferência de energia é alimentar as partes de energia e lógica de fontes de alimentação separadas: uma boa fonte de alimentação de baixo ruído para o microcontrolador e módulos/sensores e outra separada para a parte de energia. Em dispositivos autônomos, eles às vezes colocam uma bateria separada para alimentar a lógica e uma bateria poderosa separada para a seção de energia, porque a estabilidade e a confiabilidade da operação são muito importantes.

Circuitos DC de supressão de faísca

Quando os contatos se abrem no circuito de alimentação de uma carga indutiva, ocorre o chamado surto indutivo, que eleva bruscamente a tensão no circuito ao ponto em que um arco elétrico (faísca) pode deslizar entre os contatos do relé ou trocar. Não há nada de bom no arco - ele queima as partículas de metal dos contatos, por causa das quais elas se desgastam e se tornam inutilizáveis ​​com o tempo. Além disso, tal salto no circuito provoca um surto eletromagnético, que pode induzir uma forte interferência em um dispositivo eletrônico e levar a mau funcionamento ou mesmo avaria! O mais perigoso é que o próprio fio pode ser uma carga indutiva: você provavelmente já viu como um interruptor de luz normal em uma sala acende. Uma lâmpada não é uma carga indutiva, mas o fio que conduz a ela tem indutância.

Para proteção contra surtos EMF de autoindução em um circuito CC, é usado um diodo comum, instalado em carga antiparalela e o mais próximo possível dela. O diodo simplesmente causará um curto-circuito na emissão para si mesmo, e é isso:

Onde VD é um diodo de proteção, U1 é uma chave (transistor, relé), e R e L representam esquematicamente uma carga indutiva.

O diodo SEMPRE deve ser instalado ao controlar uma carga indutiva (motor elétrico, solenóide, válvula, eletroímã, bobina de relé) usando um transistor, ou seja, assim:

Ao controlar um sinal PWM, é recomendável instalar diodos de alta velocidade (por exemplo, série 1N49xx) ou diodos Schottky (por exemplo, série 1N58xx), a corrente máxima do diodo deve ser maior ou igual à corrente máxima de carga.

Filtros

Se a seção de alimentação for alimentada pela mesma fonte que o microcontrolador, a interferência da fonte de alimentação é inevitável. A maneira mais fácil de proteger o MK de tal interferência é fornecer capacitores o mais próximo possível do MK: eletrólito 6,3V 470 uF (uF) e cerâmica a 0,1-1 uF, eles suavizarão as quedas de tensão curtas. A propósito, um eletrólito com baixo ESR lidará com essa tarefa da maneira mais eficiente possível.

Melhor ainda, um filtro LC, composto por um indutor e um capacitor, lidará com a filtragem de ruído. A indutância deve ser tomada com uma classificação na região de 100-300 μH e com uma corrente de saturação maior que a corrente de carga após o filtro. O capacitor é um eletrólito com capacidade de 100-1000 uF, novamente dependendo do consumo de corrente da carga após o filtro. Conecte assim, quanto mais próximo da carga - melhor:

Você pode ler mais sobre como calcular filtros aqui.

Classificação de relés de estado sólido

As aplicações de relés são diversas, portanto, suas características de projeto podem variar muito, dependendo das necessidades de um determinado circuito automático. O TTR é classificado de acordo com o número de fases conectadas, o tipo de corrente de operação, características de projeto e o tipo de circuito de controle.

Pelo número de fases conectadas

Os relés de estado sólido são usados ​​tanto em eletrodomésticos quanto em automação industrial com tensão de operação de 380 V.

Portanto, esses dispositivos semicondutores, dependendo do número de fases, são divididos em:

• Fase única;
• trifásico.

Os SSRs monofásicos permitem trabalhar com correntes de 10-100 ou 100-500 A.Eles são controlados por um sinal analógico.

Recomenda-se conectar fios de cores diferentes a um relé trifásico para que possam ser conectados corretamente ao instalar o equipamento

Os relés de estado sólido trifásicos são capazes de passar corrente na faixa de 10-120 A. Seu dispositivo assume um princípio de operação reversível, o que garante a confiabilidade da regulação de vários circuitos elétricos ao mesmo tempo.

Muitas vezes, SSRs trifásicos são usados ​​para alimentar um motor de indução. Fusíveis rápidos são necessariamente incluídos em seu circuito de controle devido às altas correntes de partida.

Por tipo de corrente de operação

Os relés de estado sólido não podem ser configurados ou reprogramados, portanto, eles só podem funcionar corretamente dentro de uma determinada faixa de parâmetros elétricos da rede.

Dependendo das necessidades, os SSRs podem ser controlados por circuitos elétricos com dois tipos de corrente:

• permanente;
• variáveis.

Da mesma forma, é possível classificar o TSR e o tipo de tensão da carga ativa. A maioria dos relés em eletrodomésticos opera com parâmetros variáveis.

A corrente contínua não é usada como a principal fonte de eletricidade em nenhum país do mundo, portanto, os relés desse tipo têm um escopo estreito

Dispositivos com corrente de controle constante são caracterizados por alta confiabilidade e usam tensão de 3-32 V. Eles suportam uma ampla faixa de temperatura (-30..+70°C) sem alteração significativa nas características.

Os relés controlados por corrente alternada possuem uma tensão de controle de 3-32 V ou 70-280 V. São caracterizados por baixa interferência eletromagnética e alta velocidade de resposta.

Por recursos de design

Os relés de estado sólido geralmente são instalados no painel elétrico geral de um apartamento, por isso muitos modelos possuem um bloco de montagem para montagem em trilho DIN.

Além disso, existem radiadores especiais localizados entre o TSR e a superfície de suporte. Eles permitem que você resfrie o dispositivo em altas cargas, mantendo seu desempenho.

O relé é montado em um trilho DIN principalmente através de um suporte especial, que também possui uma função adicional - remove o excesso de calor durante a operação do dispositivo

Entre o relé e o dissipador, recomenda-se a aplicação de uma camada de pasta térmica, que aumenta a área de contato e aumenta a transferência de calor. Também existem TTRs projetados para fixação na parede com parafusos comuns.

Por tipo de esquema de controle

O princípio de operação de um relé de tecnologia ajustável nem sempre requer sua operação instantânea.

Portanto, os fabricantes desenvolveram vários esquemas de controle SSR que são usados ​​em vários campos:

1. Controle nulo. Esta opção de controle de um relé de estado sólido assume operação somente em um valor de tensão de 0. É utilizada em dispositivos com cargas capacitivas, resistivas (aquecedores) e indutivas fracas (transformadores).
2. Instante. É utilizado quando é necessário acionar o relé abruptamente quando um sinal de controle é aplicado.
3. Estágio. Envolve a regulação da tensão de saída alterando os parâmetros da corrente de controle. É usado para alterar suavemente o grau de aquecimento ou iluminação.

Os relés de estado sólido também diferem em muitos outros parâmetros menos significativos.

Portanto, ao comprar um TSR, é importante entender o esquema de funcionamento do equipamento conectado para adquirir o dispositivo de ajuste mais adequado para ele.

Uma reserva de energia deve ser fornecida, pois o relé possui um recurso operacional que é rapidamente consumido com sobrecargas frequentes.

Finalidade e tipos

Um relé de controle de corrente é um dispositivo que responde a mudanças repentinas na magnitude da corrente elétrica de entrada e, se necessário, desliga a energia de um determinado consumidor ou de todo o sistema de alimentação. Seu princípio de operação é baseado na comparação de sinais elétricos externos e resposta instantânea caso não correspondam aos parâmetros operacionais do dispositivo. Ele é usado para operar um gerador, bomba, motor de carro, máquinas-ferramentas, eletrodomésticos e muito mais.

Existem tais tipos de dispositivos de corrente contínua e alternada:

1. intermediário;
2. Protetora;
3. Medindo;
4. pressão;
5. Tempo.

Um dispositivo intermediário ou relé de corrente máxima (RTM, RST 11M, RS-80M, REO-401) é usado para abrir ou fechar os circuitos de uma determinada rede elétrica quando um determinado valor de corrente é atingido. É mais frequentemente usado em apartamentos ou casas para aumentar a proteção de equipamentos domésticos contra surtos de tensão e corrente.

O princípio de funcionamento de um dispositivo térmico ou de proteção baseia-se no controle da temperatura dos contatos de um determinado dispositivo. É usado para proteger os dispositivos contra superaquecimento. Por exemplo, se o ferro superaquecer, esse sensor desligará automaticamente a energia e o ligará depois que o dispositivo esfriar.

Um relé estático ou de medição (REV) ajuda a fechar os contatos do circuito quando um determinado valor de corrente elétrica aparece.Seu principal objetivo é comparar os parâmetros de rede disponíveis e os necessários, bem como responder rapidamente às suas alterações.

Pressostato (RPI-15, 20, RPZH-1M, FQS-U, FLU e outros) é necessário para controlar líquidos (água, óleo, óleo), ar, etc. os indicadores definidos são atingidos pela pressão. Frequentemente usado em sistemas de encanamento e em estações de serviço de automóveis.

Relés de retardo de tempo (fabricante EPL, Danfoss, também modelos PTB) são necessários para controlar e desacelerar a resposta de certos dispositivos quando uma fuga de corrente ou outra falha de rede é detectada. Tais dispositivos de proteção de relés são usados ​​tanto na vida cotidiana quanto na indústria. Impedem a ativação prematura do modo de emergência, o funcionamento do RCD (também é um relé diferencial) e dos disjuntores. O esquema de sua instalação é frequentemente combinado com o princípio de incluir equipamentos de proteção e diferenciais na rede.

Além disso, também existem relés eletromagnéticos de tensão e corrente, mecânicos, de estado sólido, etc.

Um relé de estado sólido é um dispositivo monofásico para comutação de altas correntes (a partir de 250 A), proporcionando proteção galvânica e isolamento de circuitos elétricos. Trata-se, na maioria dos casos, de equipamentos eletrônicos projetados para responder com rapidez e precisão a problemas de rede. Outra vantagem é que tal relé de corrente pode ser feito à mão.

Por design, os relés são classificados em mecânicos e eletromagnéticos e agora, como mencionado acima, em eletrônicos. O mecânico pode ser usado em várias condições de trabalho, não requer um circuito complexo para conectá-lo, é durável e confiável.Mas, ao mesmo tempo, não é preciso o suficiente. Portanto, agora suas contrapartes eletrônicas mais modernas são usadas principalmente.

Os principais tipos de relés e sua finalidade

Os fabricantes configuram os dispositivos de comutação modernos de forma que a operação ocorra apenas sob certas condições, por exemplo, com um aumento na intensidade da corrente fornecida aos terminais de entrada da KU. Abaixo, revisaremos brevemente os principais tipos de solenóides e sua finalidade.

Relés eletromagnéticos

Um relé eletromagnético é um dispositivo de comutação eletromecânico, cujo princípio é baseado no efeito de um campo magnético criado por uma corrente em um enrolamento estático em uma armadura. Este tipo de KU é dividido em dispositivos realmente eletromagnéticos (neutro), que respondem apenas ao valor da corrente fornecida ao enrolamento, e polarizados, cuja operação depende tanto do valor da corrente quanto da polaridade.

O princípio de operação do solenóide eletromagnético

Os relés eletromagnéticos utilizados em equipamentos industriais estão em uma posição intermediária entre dispositivos de alta corrente (arrancadores magnéticos, contatores, etc.) e equipamentos de baixa corrente. Na maioria das vezes, esse tipo de relé é usado em circuitos de controle.

relé CA

A operação desse tipo de relé, como o nome indica, ocorre quando uma corrente alternada de uma determinada frequência é aplicada ao enrolamento. Este dispositivo de comutação CA com ou sem controle de fase zero é uma combinação de tiristores, diodos retificadores e circuitos de controle. relé CA pode ser feito na forma de módulos baseados em transformador ou isolação óptica.Esses KU são usados ​​em redes CA com tensão máxima de 1,6 kV e corrente média de carga de até 320 A.

Relé intermediário 220 V

Às vezes, a operação da rede e dos aparelhos não é possível sem o uso de um relé intermediário para 220 V. Normalmente, um KU desse tipo é usado se for necessário abrir ou abrir os contatos de direção oposta do circuito. Por exemplo, se um dispositivo de iluminação com um sensor de movimento for usado, um condutor será conectado ao sensor e o outro fornecerá eletricidade à lâmpada.

Os relés AC são amplamente utilizados em equipamentos industriais e eletrodomésticos

Funciona assim:

1. fornecer corrente ao primeiro dispositivo de comutação;
2. dos contatos do primeiro KU, a corrente flui para o próximo relé, que possui características mais altas que o anterior e é capaz de suportar altas correntes.

Os relés tornam-se mais eficientes e compactos a cada ano.

As funções do relé CA de pequeno porte de 220V são muito diversas e são amplamente utilizadas como dispositivo auxiliar em uma ampla variedade de campos. Este tipo de KU é usado nos casos em que o relé principal não dá conta de sua tarefa ou com um grande número de redes controladas que não são mais capazes de atender a unidade principal.

O dispositivo de comutação intermediário é usado em equipamentos industriais e médicos, transporte, equipamentos de refrigeração, televisores e outros eletrodomésticos.

relé CC

Os relés CC são divididos em neutros e polarizados. A diferença entre os dois é que os capacitores DC polarizados são sensíveis à polaridade da tensão aplicada.A armadura do dispositivo de comutação muda a direção do movimento dependendo dos pólos de energia. Os relés eletromagnéticos DC neutros não dependem da polaridade da tensão.

O KU eletromagnético CC é usado principalmente quando não há possibilidade de conexão à rede elétrica CA.

Relé automotivo de quatro pinos

As desvantagens dos solenóides CC incluem a necessidade de uma fonte de alimentação e um custo mais alto em comparação com o CA.

Este vídeo demonstra o diagrama de fiação e explica como funciona o relé de 4 pinos:

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Relé eletrônico

Relé de controle eletrônico no circuito do dispositivo

Tendo lidado com o que é um relé de corrente, considere o tipo eletrônico deste dispositivo. O projeto e o princípio de operação dos relés eletrônicos são praticamente os mesmos dos KU eletromecânicos. No entanto, para realizar as funções necessárias em um dispositivo eletrônico, é utilizado um diodo semicondutor. Nos veículos modernos, a maioria das funções dos relés e interruptores são executadas por unidades de controle de relés eletrônicos e, no momento, é impossível abandoná-los completamente. Assim, por exemplo, um bloco de relés eletrônicos permite controlar o consumo de energia, a tensão nos terminais da bateria, controlar o sistema de iluminação etc.

Princípio de funcionamento do relé de estado sólido

Arroz. Número 3. Esquema de operação usando um relé de estado sólido. Na posição desligado, quando a entrada é 0V, o relé de estado sólido impede que a corrente flua através da carga. Na posição ligada, há tensão na entrada, a corrente flui através da carga.

Os principais elementos de um circuito de entrada de tensão CA ajustável.

1. O regulador de corrente serve para manter um valor de corrente constante.
2. Uma ponte de onda completa e capacitores na entrada do dispositivo servem para converter o sinal CA em CC.
3. Optoacoplador de isolamento óptico integrado, a tensão de alimentação é aplicada a ele e a corrente de entrada flui através dele.
4. O circuito de disparo é usado para controlar a emissão de luz do optoacoplador embutido, em caso de interrupção do sinal de entrada, a corrente deixará de fluir pela saída.
5. Resistores em série em um circuito.

Existem dois tipos comuns de desacoplamento óptico usados ​​em relés de estado sólido - o de sete armazenamentos e o transistor.

O triac tem as seguintes vantagens: a inclusão de um circuito de disparo no desacoplamento e sua imunidade a interferências. As desvantagens incluem o alto custo e a necessidade de grandes quantidades de corrente na entrada do dispositivo, o que é necessário para comutar a saída.

Arroz. Nº 4. Esquema de um relé com um sevenistor.

Tiristor - não precisa de uma grande quantidade de corrente para alternar a saída. A desvantagem é que o circuito de disparo está fora da isolação, o que significa um número maior de elementos e pouca proteção contra interferências.

Arroz. Número 5. Esquema de um relé com um tiristor.

Arroz. Número 6. Aparência e disposição dos elementos no projeto de um relé de estado sólido com controle de transistor.

Princípio de funcionamento do controle de meia onda SCR tipo relé de estado sólido

Com a passagem de corrente pelo relé em apenas uma direção, a quantidade de potência é reduzida em quase 50%. Para evitar esse fenômeno, são utilizados dois SCRs conectados em paralelo, localizados na saída (o cátodo é conectado ao ânodo do outro).

Arroz. Nº 7. Diagrama do princípio de funcionamento do controle SCR de meia onda

Tipos de comutação de relés de estado sólido

1. Controle das ações de comutação quando a corrente passa por zero.

Arroz. Nº 8. Comutação do relé quando a corrente passa por zero.

Usado para cargas resistivas em sistemas de controle e monitoramento para dispositivos de aquecimento. Use em cargas levemente indutivas e capacitivas.

1. Relé de estado sólido de controle de fase

Fig. Nº 9. Esquema de controle de fase.

Indicadores-chave para a seleção de relés de estado sólido

• Corrente: carga, partida, nominal.
• Tipo de carga: indutância, capacitância ou carga resistiva.
• Tipo de tensão do circuito: AC ou DC.
• Tipo de sinal de controle.

Recomendações para a seleção de relés e nuances operacionais

A carga atual e sua natureza são o principal fator que determina a escolha. O relé é selecionado com uma margem de corrente, que inclui levar em consideração a corrente de inrush (deve suportar uma sobrecorrente de 10 vezes e uma sobrecarga de 10 ms). Ao trabalhar com um aquecedor, a corrente nominal excede a corrente de carga nominal em pelo menos 40%. Ao trabalhar com um motor elétrico, recomenda-se que a margem de corrente seja pelo menos 10 vezes maior que o valor nominal.

Exemplos indicativos de seleção de relé em caso de sobrecorrente

1. Carga de energia ativa, por exemplo, um elemento de aquecimento - uma margem de 30-40%.
2. Motor elétrico do tipo assíncrono, 10 vezes a margem atual.
3. Iluminação com lâmpadas incandescentes - 12 vezes a margem.
4. Relés eletromagnéticos, bobinas - de 4 a 10 vezes a reserva.

Arroz. Nº 10. Exemplos de seleção de relé com carga de corrente ativa.

Um componente eletrônico de circuitos elétricos como um relé de estado sólido está se tornando uma interface indispensável em circuitos modernos e fornece isolamento elétrico confiável entre todos os circuitos elétricos envolvidos.

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Guia de seleção

Devido às perdas elétricas nos semicondutores de potência, os relés de estado sólido aquecem quando a carga é comutada. Isso impõe uma limitação na quantidade de corrente comutada. Uma temperatura de 40 graus Celsius não causa deterioração nos parâmetros operacionais do dispositivo. No entanto, o aquecimento acima de 60C reduz muito o valor permitido da corrente comutada. Neste caso, o relé pode entrar em um modo de operação não controlado e falhar.

Portanto, durante a operação de longo prazo do relé nos modos nominais e especialmente "pesados" (com comutação de longo prazo de correntes acima de 5 A), é necessário o uso de radiadores. Em cargas aumentadas, por exemplo, no caso de uma carga de natureza "indutiva" (solenóides, eletroímãs, etc.), é recomendável escolher dispositivos com uma grande margem de corrente - 2-4 vezes e, no caso de controlando um motor elétrico assíncrono, margem atual de 6-10 vezes.

Ao trabalhar com a maioria dos tipos de cargas, a ativação do relé é acompanhada por um surto de corrente de várias durações e amplitudes, cujo valor deve ser levado em consideração ao escolher:

• cargas puramente ativas (aquecedores) fornecem os menores surtos de corrente possíveis, que são praticamente eliminados ao usar relés com comutação para "0";
• lâmpadas incandescentes, lâmpadas halógenas, quando ligadas, passam uma corrente 7 ... 12 vezes mais que a nominal;
• lâmpadas fluorescentes durante os primeiros segundos (até 10 s) fornecem picos de corrente de curto prazo, 5 ... 10 vezes maiores que a corrente nominal;
• lâmpadas de mercúrio dão uma sobrecarga de corrente tripla durante os primeiros 3-5 minutos;
• enrolamentos de relés eletromagnéticos de corrente alternada: a corrente é 3 ... 10 vezes maior que a corrente nominal por 1-2 períodos;
• enrolamentos de solenóides: a corrente é 10 ... 20 vezes maior que a corrente nominal para 0,05 - 0,1 s;
• motores elétricos: a corrente é 5 ... 10 vezes maior que a corrente nominal para 0,2 - 0,5 s;
• cargas altamente indutivas com núcleos saturáveis ​​(transformadores em marcha lenta) quando ligados na fase de tensão zero: a corrente é 20 ... 40 vezes a corrente nominal para 0,05 - 0,2 s;
• cargas capacitivas quando ligado em uma fase próxima a 90°: a corrente é 20 ... 40 vezes a corrente nominal por um tempo de dezenas de microssegundos a dezenas de milissegundos.

Vai ser interessante como ele é usado fotorrelé para rua iluminação?

A capacidade de suportar sobrecargas de corrente é caracterizada pela magnitude da "corrente de choque". Esta é a amplitude de um único pulso de uma determinada duração (geralmente 10 ms). Para relés CC, esse valor é geralmente 2 a 3 vezes o valor da corrente contínua máxima permitida; para relés de tiristores, essa relação é cerca de 10. Para sobrecargas de corrente de duração arbitrária, pode-se proceder de uma dependência empírica: um aumento na sobrecarga duração por uma ordem de magnitude leva a uma diminuição na amplitude de corrente permitida. O cálculo da carga máxima é apresentado na tabela abaixo.

Tabela para calcular a carga máxima para um relé de estado sólido.

A escolha da corrente nominal para uma carga específica deve ser na razão entre a margem da corrente nominal do relé e a introdução de medidas adicionais para reduzir as correntes de partida (resistências limitadoras de corrente, reatores, etc.).

Para aumentar a resistência do dispositivo ao ruído de impulso, um circuito externo é colocado em paralelo com os contatos de comutação, consistindo de um resistor conectado em série e capacitância (circuito RC). Para uma proteção mais completa contra a fonte de sobretensão no lado da carga, é necessário conectar varistores de proteção em paralelo com cada fase do SSR.

Esquema de conexão de um relé de estado sólido.

Ao comutar uma carga indutiva, o uso de varistores de proteção é obrigatório. A escolha do valor requerido do varistor depende da tensão que alimenta a carga e é calculada pela fórmula: Uvaristor = (1,6 ... 1,9) x Uload.

O tipo de varistor é determinado com base nas características específicas do dispositivo. Os varistores domésticos mais populares são as séries: CH2-1, CH2-2, VR-1, VR-2. O relé de estado sólido fornece bom isolamento galvânico dos circuitos de entrada e saída, bem como circuitos de condução de corrente dos elementos estruturais do dispositivo, portanto, não são necessárias medidas adicionais de isolamento do circuito.

relé de estado sólido DIY

Detalhes e corpo

• F1 - fusível de 100 mA.
• S1 - qualquer interruptor de baixa potência.
• C1 - capacitor 0,063 uF 630 volts.
• C2 - 10 - 100 uF 25 Volts.
• C3 - 2,7 nF 50 Volts.
• C4 - 0,047 uF 630 Volts.
• R1 - 470 kOhm 0,25 Watt.
• R2 - 100 Ohm 0,25 Watt.
• R3 - 330 Ohm 0,5 Watt.
• R4 - 470 ohm 2 watts.
• R5 - 47 ohms 5 watts.
• R6 - 470 kOhm 0,25 Watt.
• R7 - Varistor TVR12471, ou similar.
• R8 - carga.
• D1 - qualquer ponte de diodo para uma tensão de pelo menos 600 volts ou montada a partir de quatro diodos separados, por exemplo - 1N4007.
• D2 é um diodo zener de 6,2 volts.
• D3 - diodo 1N4007.
• T1 - triac VT138-800.
• LED1 – qualquer LED de sinal.

A engenharia elétrica moderna e a eletrônica de rádio estão abandonando cada vez mais componentes mecânicos de tamanho considerável e sujeitos a desgaste rápido. Uma área onde isso mais aparece é em relés eletromagnéticos. Todo mundo sabe que mesmo o relé mais caro, com contatos de platina, falhará mais cedo ou mais tarde. Sim, e cliques ao alternar podem ser irritantes. Portanto, a indústria estabeleceu uma produção ativa de relés especiais de estado sólido.

Esses relés de estado sólido podem ser usados ​​em praticamente qualquer lugar, mas atualmente ainda são muito caros. Portanto, faz sentido coletá-lo você mesmo. Além disso, seus esquemas são simples e compreensíveis. O relé de estado sólido funciona como um relé mecânico padrão - você pode usar uma tensão baixa para alternar uma tensão mais alta.

Enquanto não houver tensão CC presente na entrada (no lado esquerdo do circuito), o fototransistor TIL111 está aberto. Para aumentar a proteção contra falsos positivos, a base do TIL111 é fornecida com um emissor através de um resistor de 1M. A base do transistor BC547B estará em alto potencial e, portanto, permanecerá aberta. O coletor fecha o eletrodo de controle do tiristor TIC106M para menos e permanece na posição fechada. Nenhuma corrente passa pela ponte de diodo retificador e a carga é desligada.

Em uma certa tensão de entrada, digamos 5 volts, o diodo dentro do TIL111 acende e ativa o fototransistor. O transistor BC547B fecha e o tiristor é desbloqueado. Isso cria uma queda de tensão grande o suficiente. em um resistor de 330 ohms para colocar o triac TIC226 na posição ligado. A queda de tensão no triac nesse momento é de apenas alguns volts, portanto, praticamente toda a tensão CA flui através da carga.

O triac é protegido contra surtos por meio de um capacitor de 100nF e um resistor de 47 ohms. Um FET BF256A foi adicionado para permitir a comutação estável de um relé de estado sólido com diferentes tensões de controle. Funciona como uma fonte de corrente. O diodo 1N4148 é instalado para proteger o circuito em caso de inversão de polaridade. Este circuito pode ser usado em vários dispositivos, com potência de até 1,5 kW, é claro, se você instalar o tiristor em um radiador grande.

O princípio de operação do relé de partida

Apesar do grande número de produtos patenteados de vários fabricantes, a operação dos refrigeradores e os princípios de operação dos relés de partida são quase os mesmos. Tendo entendido o princípio de sua ação, você pode encontrar e corrigir o problema de forma independente.

Diagrama do dispositivo e conexão ao compressor

O circuito elétrico do relé possui duas entradas da fonte de alimentação e três saídas para o compressor. Uma entrada (condicionalmente - zero) passa diretamente.

Outra entrada (condicionalmente - fase) dentro do dispositivo é dividida em duas:

• o primeiro passa diretamente para o enrolamento de trabalho;
• o segundo passa pelos contatos de desconexão para o enrolamento de partida.

Se o relé não tiver assento, ao conectar ao compressor, você não deve errar na ordem de conexão dos contatos. Os métodos usados ​​na Internet para determinar os tipos de enrolamentos usando medições de resistência geralmente não são corretos, pois para alguns motores a resistência dos enrolamentos de partida e de trabalho é a mesma.

O circuito elétrico do relé de partida pode sofrer pequenas modificações dependendo do fabricante. A figura mostra o diagrama de conexão deste dispositivo no refrigerador Orsk

Portanto, é necessário encontrar a documentação ou desmontar o compressor do refrigerador para entender a localização dos contatos passantes.

Isso também pode ser feito se houver identificadores simbólicos próximos às saídas:

• “S” - enrolamento de partida;
• "R" - enrolamento de trabalho;
• “C” é a saída comum.

Os relés diferem na forma como são montados na estrutura do refrigerador ou no compressor. Eles também têm suas próprias características de corrente, portanto, ao substituir, é necessário selecionar um dispositivo completamente idêntico, ou melhor, o mesmo modelo.

Fechando contatos por meio de uma bobina de indução

O relé de partida eletromagnético funciona com o princípio de fechar um contato para passar a corrente pelo enrolamento de partida. O principal elemento de operação do dispositivo é uma bobina solenóide conectada em série com o enrolamento do motor principal.

No momento da partida do compressor, com um rotor estático, uma grande corrente de partida passa pelo solenóide. Como resultado disso, é criado um campo magnético que move o núcleo (armadura) com uma barra condutora instalada nele, fechando o contato do enrolamento de partida. A aceleração do rotor começa.

Com um aumento no número de revoluções do rotor, a quantidade de corrente que passa pela bobina diminui, como resultado da diminuição da tensão do campo magnético. Sob a ação de uma mola compensadora ou gravidade, o núcleo retorna ao seu lugar original e o contato se abre.

Na tampa do relé com bobina de indução há uma seta “para cima”, que indica a posição correta do dispositivo no espaço.Se for colocado de maneira diferente, os contatos não abrirão sob a influência da gravidade

O motor do compressor continua operando no modo de manter a rotação do rotor, passando a corrente pelo enrolamento de trabalho. Na próxima vez, o relé funcionará somente depois que o rotor parar.

Regulação do fornecimento de corrente por um positor

Os relés produzidos para refrigeradores modernos geralmente usam um posistor - um tipo de resistor térmico. Para este dispositivo, há uma faixa de temperatura, abaixo da qual passa a corrente com pouca resistência e acima - a resistência aumenta acentuadamente e o circuito se abre.

No relé de partida, o posistor é integrado ao circuito que conduz ao enrolamento de partida. À temperatura ambiente, a resistência deste elemento é insignificante, portanto, quando o compressor inicia, a corrente passa sem impedimentos.

Devido à presença de resistência, o posistor aquece gradualmente e quando uma certa temperatura é atingida, o circuito se abre. Ele esfria somente após a interrupção do fornecimento de corrente ao compressor e novamente aciona um salto quando o motor é ligado novamente.

O posistor tem a forma de um cilindro baixo, então eletricistas profissionais costumam chamá-lo de “pílula”

Relé de estado sólido de controle de fase

Embora os relés de estado sólido possam realizar comutação direta de carga de cruzamento zero, eles também podem executar funções muito mais complexas com a ajuda de circuitos lógicos digitais, microprocessadores e módulos de memória. Outro excelente uso para um relé de estado sólido é em aplicações de dimmer de lâmpadas, seja em casa, para um show ou um concerto.

Os relés de estado sólido com ativação diferente de zero (ligação momentânea) ligam imediatamente após o sinal de controle de entrada ser aplicado, ao contrário do SSR de cruzamento zero que é mais alto e aguarda o próximo ponto de cruzamento zero da onda senoidal CA. Essa comutação aleatória de incêndio é usada em aplicações resistivas, como dimmers de lâmpadas e em aplicações em que a carga só precisa ser aplicada durante uma pequena parte do ciclo CA.

Quais são as características?

Ao criar um relé de estado sólido, foi possível excluir o aparecimento de um arco ou faíscas no processo de fechamento/abertura de um grupo de contatos. Como resultado, a vida útil do dispositivo aumentou várias vezes. Para efeito de comparação, as melhores versões de produtos padrão (de contato) podem suportar até 500.000 comutações. Não há tais restrições nos TTRs em consideração.

O custo dos relés de estado sólido é maior, mas o cálculo mais simples mostra os benefícios de seu uso. Isso se deve aos seguintes fatores - economia de energia, longa vida útil (confiabilidade) e presença de controle usando microcircuitos.

A escolha é ampla o suficiente para pegar o dispositivo levando em consideração as tarefas e o custo atual. Estão disponíveis comercialmente pequenos aparelhos para instalação em circuitos domésticos e dispositivos potentes usados ​​para controlar motores.

Como observado anteriormente, os SSRs diferem no tipo de tensão comutada - eles podem ser projetados para I constante ou variável. Essa nuance deve ser levada em consideração ao escolher.

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As características dos modelos de estado sólido incluem a sensibilidade do dispositivo às correntes de carga.Se este parâmetro for excedido em 2-3 ou mais vezes acima da norma permitida, o produto quebra.

Para evitar tal problema durante a operação, é importante abordar cuidadosamente o processo de instalação e instalar dispositivos de proteção no circuito da chave. Além disso, é importante dar preferência a chaves que tenham uma corrente de trabalho de duas ou três vezes a carga de comutação.

Mas isso não é tudo

Além disso, é importante dar preferência a chaves que tenham uma corrente de trabalho de duas ou três vezes a carga de comutação. Mas isso não é tudo

Para proteção adicional, recomenda-se fornecer fusíveis ou disjuntores no circuito (a classe "B" é adequada).