ANDITIGER EPCOS EURAL Fandis Kubara Lamina LEM Ostberg POWERSEM Semikron SEZ SUNON TUMA Voltex датчики тока Voltex освещение Zettler Протон-Импульс
ANDITIGER EPCOS EURAL Fandis Kubara Lamina LEM Ostberg POWERSEM Semikron SEZ SUNON TUMA Voltex датчики тока Voltex освещение Zettler Протон-Импульс
Отдел продаж +38 (044) 359-05-04

Коммутация индуктивной нагрузки твердотельными реле производства Протон-Импульс

Предприятие "Протон-Импульс", официальным дистрибьютором которого является наша компания, специализируется на разработке и производстве электронных компонентов и устройств:

  • твердотельных оптоэлектронных реле и силовых модулей;

  • светодиодных индикаторных ламп (сигнальной арматуры);

  • светодиодных осветительных ламп и энергосберегающих светодиодных светильников;

  • входных и выходных модулей устройств связи с объектами, таймеров и блоков управления для холодильного оборудования, автоматических устройств отключения нагревательных приборов от электросети.

Опишем применение твердотельных реле производства Протон-Импульс для коммутации реактивных нагрузок.


Активное использование полупроводниковых компонентов в электронике и электротехнике привело к появлению в 1970х гг нового класса релейной техники — твердотельных реле (ТТР). Если в электромеханических реле для размыкания (замыкания) цепи использовался механический контакт, то в новом классе устройств эту функцию взяли на себя транзисторы (MOSFET, IGBT) или тиристоры (до 100А — симисторы).

Использование ТТР позволила уйти от ряда существенных недостатков электромеханических реле: дребезг контактов, дуговой разряд при переключении, высокое время переключения и ограниченное количество коммутаций. Полупроводниковые реле как правило имеют достаточно компактный размер, что дает возможность включить в ТТР цепи обвязки, позволив добавить «интеллектуальное» управление реле, т.е. реализовать ряд сервисных функций: контроль перехода через ноль или максимум, наличие статусного сигнала и т.д. Применение полупроводников также позволило уйти от электромагнитной развязки, заменив её оптоэлектронной, увеличив помехозащищённость.

Недостатком ТТР является остаточное падение напряжения на «контактах» 0,5...2В, и как следствие необходимость теплоотвода на токах >10А. Еще один недостаток — невозможность надежной работы тиристорных ТТР на малых коммутируемых напряжениях (<10В), но от этого недостатка свободны MOSFET ТТР (рис.1).


Рисунок 1 — двухполярное ТТР на MOSFET


Что представляет собой твердотельное реле? На первом этапе разработок это была гибридная сборка с гальванической (оптической, реже трансформаторной) развязкой и схемой управления (включения/ выключения) выходных силовых полупроводниковых элементов (транзисторов, тиристоров).

В дальнейшем выяснилось, что выходной каскад твердотельного реле нужно защитить:

  • от превышения тока,

  • от тока короткого замыкания,

  • от превышения напряжения,

  • от перегрева,

  • своевременно сообщать о включении защиты или о выходе из строя ТТР, выдавая статусный сигнал.

Как сказано ранее, одним из преимуществ ТТР является возможность организации срабатывания реле не при переходе напряжения через ноль или в произвольный момент, а при его максимальном (амплитудном) значении — для коммутации индуктивной нагрузки. Этот процесс отличается от коммутации активной (или емкостной) нагрузки тем, что в момент подачи сигнала начинается переходный процесс установления стационарного режима электрической цепи, при котором среднее значение тока за период равно нулю. В этом случае в цепи на время переходного процесса, которое зависит от индуктивности и сопротивления цепи (постоянной времени цепи τ=L/R), появляется постоянная составляющая электрического тока (цепь на время переходного процесса работает с подмагничиванием). Самый нежелательный момент включения это момент перехода напряжения фазы через ноль. В этом случае ток подмагничивания и, соответственно, амплитуда тока в цепи имеет максимальное значение. Такой режим может привести к насыщению сердечника (трансформатор, обмотка контактора и т. д.) и резкому уменьшению индуктивности и, соответственно, резкому увеличению тока через индуктивную нагрузку и реле (рис.2)


Рисунок 2 — переходной процесс при включении реле при переходе напряжения фазы через нуль. τ — постоянная времени электрической цепи.


Этого можно избежать, если включить реле при максимальном амплитудном Um) значении переменного напряжения (рис. 3), используя «интеллектуальное» управление ТТР. Как видно из графика, это достигается посредством сдвига фаз тока относительно напряжения на 90˚.


Рисунок 3 – переходной процесс при включении реле при переходе напряжения фазы через максимальное значение Um.


Одним из вариантов решения данной задачи является использование полупроводникового оптоэлектронного однофазного реле переменного тока РПТ-90, с включением при максимальном (амплитудном Um) значении переменного напряжения, выпускаемое фирмой ЗАО «Протон-Импульс» (см.рис. 4). Реле выполнено в монолитном корпусе с габаритами 58,4х45,7х23. Это реле является аналогом ТТР американской компании Crydom типа 10PCV2490, отличием последнего является управление постоянным током 2...10В и меньшие габариты (длина) 48х45,7х23.


Рисунок 4 – Габаритные и присоединительные размеры модуля


Реле предназначено для подключения активной и активно-индуктивной нагрузки (трансформатор, автотрансформатор, электромагнит, катушка контактора и т.д.) к сети переменного тока частотой f=50-60Гц, напряжением Uд=100-400В. В качестве управляющего может служить переменное напряжение от 7 до 27 В. Схема включения изображена на рис.5.


Рисунок 5 – Схема включения реле РПТ-90


Данное реле является универсальным, имеет защиту IP 54 и позволяет коммутировать как активную, так и индуктивную нагрузку на ток до 63 А. Технические характеристики реле представлены в таблице 1.


Таблица 1. Основные параметры РПТ-90


В заключение скажем об особенностях применения ТТР для коммутации емкостной нагрузки.

При использовании этого ТТР для коммутации однофазных конденсаторов для компенсации реактивной мощности для предотвращения броска тока необходимо предусмотреть контроль перехода напряжения через ноль. При этом в идеале ток в момент включения не превышает номинального рабочего тока конденсатора. Конденсатор должен быть снабжен разрядным резистором, а при повторном включении ТТР должно блокироваться на период разряда этого косинусного конденсатора до 5% от номинала. Выключение происходит при прохождении тока через ноль (после отключения отпирающих сигналов тиристоров) — это выполняется автоматически исходя из природы работы тиристоров.



Помимо перечисленных достоинств ТТР обладают повышенной надёжностью и временем работы, что делает представленное реле универсальным решением для задачи коммутации цепи на активно-индуктивную и емкостную нагрузку.

Оставьте свой комментарий

Пожалуйста авторизируйтесь или создайте учетную запись перед тем как написать комментарий
Широкий ассортимент
Прямые поставки из Европы и Азии
Профессиональные консультанты
Честные цены
Многолетний опыт
Комплексные решения