Общие рекомендации по выбору твердотельных реле

Нагрев твердотельных реле при коммутации нагрузки обусловлен электрическими потерями на силовых полупроводниковых элементах. Увеличение же температуры ТТР накладывает ограничение на величину коммутируемого тока, поскольку, чем выше температура твердотельного реле, тем меньший ток оно способно коммутировать. Достижение температуры в 40° C не вызывает существенного ухудшения рабочих параметров, а нагрев твердотельного реле до 60С° существенно снижает допустимую величину коммутируемого тока: нагрузка может отключаться не полностью, а само ТТР перейти в неуправляемый режим работы и даже выйти из строя. Следовательно, при длительной работе твердотельного реле в номинальных, и особенно, «тяжелых» режимах (при длительной коммутации при токах нагрузки свыше 5 А) требуется применение радиаторов или воздушного охлаждения для рассеивания тепла. При повышенных нагрузках, например, в случае нагрузки индуктивного характера (соленоиды, электромагниты и т.п.), рекомендуется выбирать твердотельное реле с большим запасом по току (в 2-4 раза), а в случае применения твердотельных реле для управления асинхронным электродвигателем необходим 6-10 кратный запас по току.

При работе с большинством типов нагрузок включение твердотельного реле сопровождается скачком тока (пусковой перегрузкой) различной длительности и амплитуды, и это необходимо учитывать при выборе твердотельного реле.

Для различных типов нагрузок можно указать следующие величины пусковых перегрузок:

· чисто активные нагрузки (нагреватели типа ТЭН) дают минимально возможные скачки тока, которые практически устраняются при использовании твердотельного реле с переключением в нуле;

· лампы накаливания, галогенные лампы при включении пропускают ток в 7…12 раз больше номинального;

· флуоресцентные лампы в течение первых секунд (до 10 сек) дают кратковременные скачки тока, в 5-10 раз превышающие номинальный ток;

· ртутные лампы дают тройную перегрузку по току в течение первых 3-5 мин;

· обмотки электромагнитных реле переменного тока: ток в 3…10 раз больше номинального в течение 1-2 периодов;

· обмотки соленоидов: ток в 10…20 раз больше номинального в течение 0,05 - 0,1 сек;

· электродвигатели: ток в 5…10 раз больше номинального в течение 0,2 - 0,5 сек;

· высокоиндуктивные нагрузки с насыщающимися сердечниками (трансформаторы на холостом ходу) при включении в фазе нуля напряжения: ток в 20-40 раз больше номинального в течение 0,05 - 0,2 сек;

· емкостные нагрузки при включении в фазе, близкой к 90°: ток в 20-40 раз больше номинального в течение времени от десятков микросекунд до десятков миллисекунд.

Способность твердотельных реле выдерживать токовые перегрузки характеризуются величиной ударного тока, т.е. амплитудой одиночного импульса заданной длительности (обычно 10 мс). Для реле постоянного тока эта величина обычно в 2 – 3 раза превосходит значение максимально допустимого постоянного тока, для тиристорных реле это соотношение около 10. Для токовых перегрузок произвольной длительности можно исходить из эмпирической зависимости: увеличение длительности перегрузки на порядок ведет к уменьшению допустимой амплитуды тока.

Выбор номинального тока твердотельного реле для конкретной нагрузки заключается в подборе запаса по номинальному току реле и введением дополнительных мер по уменьшению пусковых токов (токоограничивающие резисторы, реакторы и т.д.).

Для повышения устойчивости твердотельного реле к импульсным помехам параллельно ему устанавливают цепь, состоящую из последовательно включенных резистора и емкости (RC -цепочка). Для более полной защиты от источника перегрузки по напряжению со стороны нагрузки необходимо включить защитные варисторы параллельно каждой фазе твердотельного реле.

6.1.5. Защита цепей ТТР. Правило подбора
варистора и RC -цепи

RC -цепочка (снабберная RC цепь) – электрическая цепь из последовательно включенных емкости (конденсатора) и сопротивления, подключаемая параллельно выходным клеммам ТТР. RC - цепочка повышает надежность работы ТТР в условиях действия импульсных помех (перенапряжений) и ограничивает скорость нарастания напряжения на коммутационном элементе, что особенно важно при коммутации индуктивной нагрузки.

Варистор– полупроводниковый элемент, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения. Благодаря резкому снижению своего сопротивления при превышения определенного уровня напряжения, такой элемент может использоваться в качестве ограничителя напряжения в электрических цепях. Варистор используется для защиты твердотельного реле от превышения допустимого для него уровня напряжения, как в цепи нагрузки, так и в цепи управления.

Выбор варистора для защиты цепей ТТР можно производить по упрощенной схеме, по классификационному напряжению (условная величина напряжения после которого происходит резкое уменьшение его сопротивления):

U _{варистора}= U _{рабочее сети} (1,6...1,9)

Варистор обычно изготавливается в небольшом круглом корпусе с проволочными выводами, что его позволяет монтировать непосредственно на клеммы твердотельного реле.

Тип используемого варистора определяется на основе конкретных характеристик работы реле. Наиболее распространенными сериями отечественных варисторов являются: СН2-1, СН2-2, ВР-1, ВР-2.

6.1.6. Классификация твердотельных реле
по типу коммутируемой сети

Твердотельное реле для коммутации однофазной сети:

· могут использоваться для коммутации трехфазной сети при использовании по одному однофазному реле на каждую фазу;

· позволяют осуществлять коммутацию нагрузки с любой схемой включения («Звезда», «Звезда с нейтралью» и «Треугольник»). Применение отдельного твердотельного реле для коммутации каждой из 3-х фаз существенно повышает надежность коммутации, а, следовательно, и надежность всей системы управления в целом;

· позволяют коммутировать нагрузку резистивного и индуктивного типа;

Твердотельное реле для коммутации трехфазной сети:

· позволяют осуществлять коммутацию нагрузки с любой схемой включения («Звезда», «Звезда с нейтралью» и «Треугольник»);

· позволяют коммутировать нагрузку только резистивного типа.

Поиск по сайту: