Рекомендації щодо вибору та особливості експлуатації, способи комутації твердотільних реле
Перевага цього методу комутації полягає у відсутності перешкод, що створюються при включенні. Недоліками є переривання вихідного сигналу та неможливість використання високоіндуктивних навантажень. Основне застосування цього виду комутації підходить для резистивного навантаження (системи контролю та управління нагріванням). Також застосовують на ємнісні та слабоіндуктивні навантаження.
Перевага фазового методу регулювання полягає в безперервності та плавності регулювання. Цей метод дозволяє регулювати величину напруги на виході шляхом зміни форми (регулятор потужності). Недоліком є перешкод при перемиканні. Застосовується для резистивних (системи управління нагріванням), змінних резистивних (інфрачервоні випромінювачі), індуктивних навантажень (трансформатори) та управління освітленням (лампи розжарювання).
Одним із найважливіших параметрів для вибору ТР є струм навантаження. Для надійної та тривалої експлуатації необхідно вибирати реле із запасом струму, але при цьому треба враховувати і пускові струми, т.к. ТР здатне витримувати 10-кратне навантаження по струму тільки протягом короткого часу (10мс). Так при роботі на активне навантаження (нагрівач) номінальний струм повинен бути на 30-40% більше номінального струму навантаження, а при роботі на індуктивне навантаження (електродвигун) необхідно враховувати пусковий струм, і запас струму повинен бути збільшений у 6-10 разів.
Приклади запасу струму для різних типів навантаження:
- активне навантаження (ТЕНи) - запас 30-40%
- асинхронні електродвигуни – 6…10 кратний запас струму
- лампи розжарювання – 8…12 кратний запас струму
- котушки електромагнітних реле – 4…10 кратнийзапас по струму
Ще одним важливим фактором для надійної роботи твердотільних реле є його робоча температура. При роботі SSR через втрату на силових елементах виділяється велика кількість тепла, яку необхідно відводити за допомогою радіаторів охолодження. Заявлений номінальний струм реле здатні комутувати за його температури не більше 40°С. При збільшенні температури ТР знижується його пропускна здатність із розрахунку 20-25% на кожні 10°С. При температурі приблизно 80°С його пропускна здатність струму зводиться до нуля, і як наслідок реле виходить з ладу. На температурний режим можуть впливати багато факторів: місце установки, температура навколишнього середовища, циркуляція повітря, навантаження на твердотільному реле та ін. розміру, зробити примусове охолодження (встановити вентилятор).
- Твердотілі реле мають вбудований RC-ланцюг для захисту від помилкового включення при використанні на індуктивному навантаженні.
- Для захисту від короткочасного перенапруги з боку навантаження необхідно використовувати варистори. Вони підбираються з величини коммутируемого напруги Uвар=1,6-2Uком. Слід зазначити, що сучасні ТР витримують значні перенапруги без застосування варисторів. Набагато небезпечніше для ТР перевантаження струмом.
- Для захисту від перевантаження струмом необхідно використовувати спеціальні швидкодіючі напівпровідникові запобіжники. Вони підбираються з урахуванням величини номінального струму реле Iпр=1 - 1,3Iном., причому саме ТР має бути з набагато більшим запасом струму, в т.ч. враховуючи пускові струми навантаження. Ценайефективніший спосіб захистити ТР від навантаження струмом. Оскільки реле здатне витримувати лише короткочасне (10мс) перевантаження, використання автоматів захисту не врятує їх від виходу з ладу.
- Для коректної роботи твердотільного реле при невеликих струмах навантаження (порівняних зі струмом витоку) потрібно встановлювати шунтуючий опір паралельно навантаженню.
Основне застосування ТР знаходять у системах керування нагріванням. Твердотільні реле ZD3, VD, LA найчастіше застосовують у технологічних процесах, де потрібна підтримка температури з великою точністю (ПІД, Fuzzy режим). При цьому реле VD, LA забезпечуватимуть плавне регулювання за рахунок фазового методу управління.
Твердотільні реле ZA2 найчастіше застосовують у системах, де не потрібна висока точність підтримання температури (двопозиційний режим).
Твердотільні реле VA (управління змінним резистором) застосовують для ручного регулювання потужності навантаження. Таким пристроєм можна відрегулювати потужність ТЕНу або ІЧ-випромінювача, змінювати яскравість свічення лампи розжарювання.
Дотримуючись певних умов, твердотільні реле можна використовувати для пуску асинхронних двигунів. Необхідно враховувати пускові струми двигуна та ТР підбирати з багаторазовим запасом струму. Застосовувати заходи щодо додаткового відведення тепла. Для захисту ТР від короткочасних перенапруг варистори, а для захисту від перевантаження по струму швидкодіючі запобіжники.
Можна організувати керування групою реле від джерела живлення. В даному випадку необхідно підібрати джерело з достатньою потужністю для включення всієї групи реле. При цьому можна залишити можливість увімкнення –вимикання окремого реле для керування необхідною зоною.