Co to jest przekaźnik półprzewodnikowy i do czego służy?

Urządzenie półprzewodnikowe jest wykorzystywane do bezstykowej komunikacji urządzeń. Jego popularność rośnie z dnia na dzień i wkrótce zastąpi on na rynku styczniki elektromagnetyczne.

Zasada działania i konstrukcja

Przekaźniki półprzewodnikowe umożliwiają integrację obwodów wysokiego i niskiego napięcia.

Większość półprzewodnikowych urządzeń przekaźnikowych ma wspólną koncepcję z różnymi dodatkami i modyfikacjami, które nie mają wpływu na zasadę działania.

Co to jest przekaźnik półprzewodnikowy? Jest to urządzenie składające się z następujących elementów:

• Jednostka wejściowa;
• Optyczny układ odsprzęgający;
• Obwód wyzwalający;
• przełącznik;
• ochrona.

Obwód pierwotny z rezystorem jest używany jako wejście. Połączenie jest szeregowe. Zadaniem obwodu wejściowego jest odebranie sygnału i przekazanie polecenia do przełącznika.

Obwód wejściowy i wyjściowy są izolowane za pomocą izolatora optycznego. Jego typ określa zasadę działania i rodzaj przekaźnika.

Obwód wyzwalający przetwarza sygnał wejściowy i przełącza wyjście. W zależności od modelu stycznika może on być częścią izolacji optycznej lub elementem niezależnym.

Do podania napięcia wykorzystywany jest obwód przełącznika. Do tej operacji wykorzystuje się triak, diodę krzemową i tranzystor.

Obwód ochronny jest niezbędny do zapobiegania błędom i innym nieprawidłowościom w działaniu. Może być zewnętrzny lub wewnętrzny.

Zasada działania przekaźnika półprzewodnikowego polega na zamykaniu i otwieraniu styków przełączających, które przekazują napięcie do urządzenia. Aby styki zaczęły działać, konieczny jest aktywator. Zadanie to jest wykonywane przez urządzenie półprzewodnikowe. W urządzeniach prądu stałego stosuje się tranzystor, a w urządzeniach prądu przemiennego - triak lub tyrystor.

Każde urządzenie wyposażone w tranzystor kluczowy jest stycznikiem półprzewodnikowym. Jako przykład można podać czujnik światła, który przekazuje napięcie za pomocą tranzystora.

Układ optyczny neutralizuje efekt galwaniczny wynikający z napięcia między stykami a cewką.

Obszary zastosowań

Standardowe styczniki stopniowo znikają z rynku, ustępując miejsca urządzeniom półprzewodnikowym. Wynika to z szeregu zalet nowego produktu:

1. Niskie zużycie energii elektrycznej. Półprzewodnik zastosowany w czujniku RTD zużywa o 90% mniej energii niż jego elektromagnetyczny odpowiednik.
2. Niewielkie rozmiary urządzenia ułatwiają transport i instalację.
3. Nie wymaga czasu oczekiwania na uruchomienie i charakteryzuje się krótkim czasem reakcji.
4. Niski poziom hałasu.
5. Długi okres eksploatacji. Nie wymaga konserwacji.
6. Szeroki zakres zastosowań i kompatybilność z wieloma urządzeniami.
7. Brak zakłóceń elektromagnetycznych.
8. Ponad miliard operacji.
9. Lepsza izolacja między obwodami przełączania i wejściowymi.
10. Odporność na wibracje i wstrząsy.
11. Zapieczętowane.

Jeżeli mają być przełączane obciążenia indukcyjne, należy użyć stycznika półprzewodnikowego. Główne zastosowania:

• W systemach regulacji temperatury wykorzystujących grzałkę elektryczną;
• utrzymanie poziomu temperatury w procesie;
• w obwodzie sterowania;
• monitorowanie parametrów temperaturowych urządzeń technicznych i sprzętu;
• regulacja i sterowanie oświetleniem.

Rodzaje czujników RTD

Istnieje wiele typów tych urządzeń. Różnią się one sposobem przełączania i sterowania napięciami:

1. Przekaźniki półprzewodnikowe prądu stałego są używane do podłączenia do sieci z bezpośrednim zasilaniem elektrycznym. Zakres napięcia może wynosić od 3 do 32 W. TTR jest wysoce niezawodny i może być sygnalizowany za pomocą diody LED. Pracuje w temperaturach otoczenia od -30°C do +70°C.
2. Stycznik prądu przemiennego jest cichy, szybki i ma niskie zużycie energii. Zakres napięcia zasilania wynosi 90-250 W.
3. TTR z ręcznym przesterowaniem. W tym urządzeniu rodzaj pracy może być ustawiony przez użytkownika.

Ponadto istnieją przekaźniki jednofazowe i trójfazowe.

Pierwszy przekaźnik może łączyć obwody w zakresie od 10 do 120 A lub od 100 do 500 A. Przełączanie odbywa się za pomocą rezystora i sygnału analogowego. W drugim przypadku przełączanie odbywa się jednocześnie na 3 fazach, a zakres działania wynosi od 10 do 120 A. Styczniki trójfazowe mogą być typu rewersyjnego. Różnią się one między sobą komunikacją bezstykową i specjalnym oznakowaniem. Urządzenia te są niezawodnie zabezpieczone przed błędnym przełączaniem.

Trójfazowa przetwornica TTR jest niezbędna do rozruchu i prawidłowej pracy silnika indukcyjnego. Aby bezpiecznie użytkować to urządzenie, należy przestrzegać rezerwy mocy napięcia.

Podczas działania przekaźnika półprzewodnikowego prądu przemiennego może wystąpić przepięcie. W celu zabezpieczenia urządzenia należy zastosować bezpiecznik lub warystor.

Jednostka trójfazowa ma dłuższy okres eksploatacji dzięki zerowemu przełączaniu i wskaźnikowi LED.

Oprócz metody komunikacji, urządzenia różnią się także sposobem działania:

• Słabość obciążenia indukcyjnego i pojemnościowego;
• Metoda przełączania (losowa lub natychmiastowa);
• Obecność kontroli fazy.

Urządzenia te różnią się między sobą konstrukcją:

• uniwersalny - konstrukcja umożliwia montaż przekaźników na listwach adaptacyjnych;
• Montaż na szynie DIN.

Produkt ten należy kupować w specjalistycznych sklepach, w których specjaliści pomogą wybrać odpowiedni typ i doradzą, jak podłączyć urządzenie. Urządzenie może różnić się pod następującymi względami

• sposób montażu;
• materiał obudowy;
• funkcje dodatkowe;
• poziom wykonania;
• wymiary i inne parametry.

Ważne: Przekaźnik, który ma być zainstalowany, musi mieć rezerwę mocy kilkakrotnie większą od mocy używanego urządzenia. Nieprzestrzeganie tego zalecenia może spowodować natychmiastowe uszkodzenie czujnika RTD. Urządzenie można zabezpieczyć przed przepięciami, montując bezpiecznik.

Stycznik szybko się nagrzewa. Prowadzi to do znacznego spadku wydajności. Jeśli urządzenie nagrzeje się do temperatury powyżej 65°C, może się spalić. Urządzenie może być używane wyłącznie z radiatorem chłodzącym. Obecna rezerwa musi być wyższa o współczynnik 3. W przypadku silników asynchronicznych rezerwa prądowa jest zwiększana dziesięciokrotnie.

Jak podłączyć przekaźnik

Aby samodzielnie podłączyć przekaźnik, należy przestrzegać następujących zaleceń:

• Połączenia są skręcane i nie stosuje się lutowania;
• Nie wolno dopuścić, aby do wnętrza urządzenia dostał się pył metalowy lub opiłki;
• Obudowa nie może mieć kontaktu z ciałami obcymi;
• Nie należy dotykać urządzenia w trakcie pracy (można się poparzyć);
• nie umieszczać RTD w pobliżu łatwopalnych przedmiotów;
• zawsze należy sprawdzić schemat połączeń elektrycznych przekaźnika półprzewodnikowego;
• Jeżeli obudowa nagrzewa się do temperatury +60°C, należy zainstalować radiator.

Ważne! Zwarcie wyjścia urządzenia może spowodować jego natychmiastowe uszkodzenie. Przekaźnik półprzewodnikowy musi być sterowany zgodnie z instrukcją.

Powiązane artykuły: