Твердотельные реле

Твердотельное реле (SSR – Solid-state relay) – это электронный прибор для коммутации электрических цепей, не содержащий подвижных механических элементов. Твердотельные реле выполняют те же функции, что и обычные электромагнитные реле, но не содержат механических частей. Этот тип реле может использоваться для коммутации как постоянного, так и переменного тока.

Современные твердотельные реле существенно превосходят электромеханические реле. Их основные преимущества следующие:

• Высокая скорость переключения
• Полное отсутствие шума в работе
• Компактность
• Высокая устойчивость к ударам и вибрации
• Нет дребезга контактов и искрения, можно использовать на взрыво- и пожароопасных объектах
• Малое энергопотребление
• Длительный срок службы и высокая надежность.

Твердотельные реле изготавливаются по инновационной гибридной полупроводниковой технологии и с успехом могут заменить энергозатратные и громоздкие электромеханические реле, контакторы и пускатели в промышленной, автомобильной и бытовой электронике.

Реле переключает силовые цепи под управлением слаботочного входного сигнала. В твердотельных реле, чаще всего, силовой ключ управляется слаботочным сигналом через оптронную гальваническую развязку. В качестве силовых коммутирующих элементов применяются полупроводниковые приборы: тиристоры, симисторы и IGBT транзисторы.

Твердотельные реле могут быть как постоянного, так и переменного одно- или трехфазного тока. Также существуют реле с фазовым регулированием (изменение угла открытия тиристора) или с коммутацией при переходе тока через ноль. В трехфазных приборах может быть функция изменения чередования фаз (реверсивное реле). Благодаря высокому быстродействию и отсутствию износа контактов твердотельные реле можно использовать даже в качестве регулятора мощности.

Тепловой режим является одним из важных условий для надежной работы. Перегрев грозит выходом устройства из строя. Твердотельные реле необходимо устанавливать на охлаждающие радиаторы. В случае управления большими нагрузками или при работе в качестве регулятора мощности может понадобиться установка вентилятора принудительного охлаждения на радиатор.

Одним из важнейших параметров для выбора твердотельного реле является ток нагрузки. Для надежной и длительной эксплуатации необходимо выбирать реле с запасом по току, но при этом надо учитывать и пусковые токи, так как реле способно выдерживать 10-ти кратную перегрузку по току только в течение короткого времени порядка 10мс. Так при работе на активную нагрузку (нагреватель) номинальный ток должен быть на 30-40% больше номинального тока нагрузки, а при работе на индуктивную нагрузку (электродвигатель) необходимо учитывать пусковой ток, и запас по току должен быть увеличен в 6-10 раз.

Рекомендуемый запас по току для твердотельных реле при различных нагрузках:

• активная нагрузка (ТЭН) – запас 30-40%
• асинхронные электродвигатели – 6…10-кратный запас по току
• лампы накаливания – 8…12-кратный запас по току
• катушки электромагнитных реле – 4…10-кратный запас по току