Il dispositivo a stato solido è utilizzato per la comunicazione senza contatto dei dispositivi. La sua popolarità aumenta di giorno in giorno e sta per sostituire i contattori elettromagnetici sul mercato.
Principio di funzionamento e design
I relè allo stato solido permettono di collegare circuiti ad alta e bassa tensione.
La maggior parte dei dispositivi a relè allo stato solido hanno un concetto comune con varie aggiunte e modifiche che non influenzano il principio di funzionamento.
Cos'è un relè a stato solido? È un dispositivo composto dai seguenti elementi:
- Un'unità di ingresso;
- Un sistema di disaccoppiamento ottico;
- Un circuito di trigger;
- interruttore;
- protezione.
Il circuito primario con una resistenza è usato come ingresso. La connessione è seriale. Il compito del circuito di ingresso è quello di ricevere il segnale e trasmettere il comando all'interruttore.
Il circuito di ingresso e di uscita è isolato da un isolatore ottico. Il suo tipo determina il principio di funzionamento e il tipo di relè.
Il circuito di trigger elabora il segnale d'ingresso e commuta l'uscita. A seconda del modello di contattore, può essere parte dell'isolamento ottico o un elemento indipendente.
Un circuito di commutazione è utilizzato per applicare la tensione. Questa operazione coinvolge un triac, un diodo al silicio e un transistor.
Il circuito di protezione è necessario per prevenire errori e altri malfunzionamenti. Può essere esterno o interno.
Il principio del relè allo stato solido è quello di chiudere e aprire i contatti di commutazione che trasmettono la tensione al dispositivo. È necessario un attivatore perché i contatti inizino a funzionare. Questo compito è svolto da un dispositivo a stato solido. I dispositivi a corrente continua usano un transistor, quelli a corrente continua un triac o un tiristore.
Ogni dispositivo che ha un transistor chiave è un contattore allo stato solido. Come esempio, consideriamo un sensore di luce che trasmette una tensione utilizzando un transistor.
Il circuito ottico neutralizza l'effetto galvanico che risulta dalla tensione tra i contatti e la bobina.
Campi di applicazione
I contattori standard stanno gradualmente scomparendo dal mercato, lasciando il posto ad apparecchiature a stato solido. Questo è dovuto a una serie di vantaggi del nuovo prodotto:
- Basso consumo di elettricità. Il semiconduttore dell'RTD utilizzato consuma il 90% in meno di energia rispetto alla sua controparte elettromagnetica.
- Dimensioni ridotte dell'unità, che facilitano il trasporto e l'installazione.
- Non richiede alcun periodo di attesa per l'avvio e ha un alto tempo di risposta.
- Basso livello di rumore.
- Lunga vita di servizio. Nessuna manutenzione richiesta.
- Ampia gamma di applicazioni e compatibilità con molti dispositivi.
- Nessuna interferenza elettromagnetica.
- Più di un miliardo di operazioni.
- Migliore isolamento tra i circuiti di commutazione e di ingresso.
- Resistente alle vibrazioni e agli urti.
- Sigillato.
Uso di un contattore a stato solido se si devono commutare carichi induttivi. Applicazioni principali:
- Nei sistemi di controllo della temperatura che utilizzano un riscaldatore elettrico;
- mantenere il livello di temperatura nel processo;
- nel circuito di controllo;
- monitorare le prestazioni di temperatura dei dispositivi tecnici e delle attrezzature;
- regolazione e controllo dell'illuminazione.
Tipi di RTD
Ci sono molti tipi di questi dispositivi. Si differenziano per il modo in cui commutano e controllano le tensioni:
- I relè DC allo stato solido sono utilizzati per il collegamento a una rete con elettricità diretta. La gamma di tensione può essere compresa tra 3 e 32 W. Il TTR è altamente affidabile e può essere indicato da un LED. Funziona a temperature ambientali che vanno da -30°C a +70°C.
- Il contattore AC è silenzioso, veloce e a basso consumo energetico. La gamma di tensione è 90-250 W.
- TTR con override manuale. Con questo apparecchio, il tipo di funzionamento può essere impostato dall'utente.
Inoltre, ci sono relè monofase e trifase.
Il primo relè può collegare circuiti nella gamma da 10 a 120 A o da 100 a 500 A. La commutazione avviene per mezzo di una resistenza e di un segnale analogico. Nel secondo caso, la commutazione viene effettuata simultaneamente su 3 fasi con un campo di funzionamento da 10 a 120 A. I contattori trifase possono essere di tipo reversibile. Si differenziano per la comunicazione senza contatto e la marcatura speciale. Questi dispositivi sono protetti in modo affidabile contro la commutazione difettosa.
Un RTD trifase è essenziale per l'avvio e il corretto funzionamento di un motore a induzione. Per far funzionare questo dispositivo in modo sicuro, è importante osservare la riserva di potenza della tensione.
Durante il funzionamento del relè a stato solido AC, può verificarsi una sovratensione. È necessario utilizzare un fusibile o un varistore per proteggere l'unità.
L'unità trifase ha una vita utile più lunga grazie alla commutazione zero e all'indicazione a LED.
Oltre al metodo di comunicazione, i dispositivi differiscono in:
- Debolezza dell'induzione e del carico capacitivo;
- Metodo di commutazione (casuale o istantaneo);
- La presenza del controllo di fase.
I dispositivi hanno differenze di design:
- universale - il design permette di montare i relè su strisce di adattamento;
- Montaggio su guida DIN.
Dovresti comprare questo prodotto in negozi specializzati dove gli specialisti possono aiutarti a scegliere il tipo giusto e consigliarti su come collegare il dispositivo. Il dispositivo può differire nei seguenti modi
- metodo di montaggio;
- materiale di alloggiamento;
- funzioni aggiuntive;
- livello di performance;
- dimensioni e altri parametri.
Importante: il relè da installare deve avere una riserva di potenza pari a diverse volte quella del dispositivo in uso. In caso contrario, si può verificare un guasto istantaneo dell'RTD. È possibile proteggere l'apparecchio dalla sovratensione installando un fusibile.
Il contattore si riscalda rapidamente. Questo porta ad una notevole perdita di prestazioni. Se l'unità si riscalda oltre i 65°C, può bruciarsi. Il dispositivo può essere utilizzato solo con un dissipatore di calore. La riserva attuale deve essere superiore di un fattore 3. Nel caso dei motori asincroni, la riserva di corrente è aumentata di un fattore 10.
Come collegare un relè
Per collegare il relè da soli, si devono osservare i seguenti dettagli:
- Le connessioni sono avvitate e non si usano saldature;
- Non permettere alla polvere di metallo o ai trucioli di entrare nell'unità;
- L'alloggiamento non deve entrare in contatto con corpi estranei;
- Non toccate il dispositivo mentre è in funzione (potreste scottarvi);
- non posizionare l'RTD vicino a oggetti infiammabili;
- lo schema di cablaggio del relè a stato solido deve essere controllato;
- Quando il case si scalda fino a +60°C, è necessario installare un dissipatore di calore.
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