什么是固態(tài)繼電器?20個固態(tài)繼電器(ssr)的應用詳解

發(fā)布時間:2024-03-06
固態(tài)繼電器目前已廣泛應用于計算機外圍接口裝置,電爐加熱恒溫系統(tǒng),數(shù)控機械,遙控系統(tǒng)、工業(yè)自動化裝置;信號燈、閃爍器、照明舞臺燈光控制系統(tǒng);儀器儀表、醫(yī)療器械、復印機、自動洗衣機;自動消防,保安系統(tǒng),以及作為電網(wǎng)功率因素補償?shù)碾娏﹄娙莸那袚Q開關等等,另外在化工、煤礦等需防爆、防潮、防腐蝕場合中都有大量使用。交流固態(tài)繼電器按開關方式分有電壓過零導通型(簡稱過零型)和隨機導通型(簡稱隨機型);按輸出開關元件分有雙向可控硅輸出型(普通型)和單向可控硅反并聯(lián)型(增強型);按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式(自然冷卻,不必帶散熱器)和固定在金屬底板上的裝置式(靠散熱器冷卻);另外輸入端又有寬范圍輸入(d長期優(yōu)勢供應什么是固態(tài)繼電器?20個固態(tài)繼電器(ssr)的應用詳解等產品,100%正品保證,價格優(yōu)惠,貨期快,型號全,歡迎前來咨詢合作。所有歐美工控產品型號齊全,質量保證,價格全網(wǎng)最低,而且報價快,貨期短,歡迎來電咨詢!固態(tài)繼電器目前已廣泛應用于計算機外圍接口裝置,電爐加熱恒溫系統(tǒng),數(shù)控機械,遙控系統(tǒng)、工業(yè)自動化裝置;信號燈、閃爍器、照明舞臺燈光控制系統(tǒng);儀器儀表、醫(yī)療器械、復印機、自動洗衣機;自動消防,保安系統(tǒng),以及作為電網(wǎng)功率因素補償?shù)碾娏﹄娙莸那袚Q開關等等,另外在化工、煤礦等需防爆、防潮、防腐蝕場合中都有大量使用。
交流固態(tài)繼電器按開關方式分有電壓過零導通型(簡稱過零型)和隨機導通型(簡稱隨機型);按輸出開關元件分有雙向可控硅輸出型(普通型)和單向可控硅反并聯(lián)型(增強型);按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式(自然冷卻,不必帶散熱器)和固定在金屬底板上的裝置式(靠散熱器冷卻);另外輸入端又有寬范圍輸入(dc3-32v)的恒流源型和串電阻限流型等。
當輸入端施加有效的控制信號時,隨機型ssr輸出端立即導通(速度為微秒級),而過零型ssr則要等到負載電壓過零區(qū)域(約 15v)時才開啟導通。當輸入端撤消控制信號后,過零型和隨機型ssr均在小于維持電流時關斷。雖然過零型ssr有可能造成最大半個周期的延時,但卻減少了對負載的沖擊和產生的射頻干擾,成為理想的開關器件,在 單刀單擲 的開關場合中應用最為廣泛。隨機型ssr的特點是反應速度快,它可以控制移相觸發(fā)脈沖達到方便地改變交流電網(wǎng)電壓,從而應用于精確地調溫、調光等阻性負載及部分感性負載場合。
過零型ssr用作 開關 切換(從 開關 切換功能而言即等同于普通的繼電器或接觸器),我們通常講的固態(tài)繼電器多數(shù)都為過零型(過零型ssr只能 開關 不能 調壓 )。
隨機型ssr主要用于 斬波調壓 (但隨機型ssr的控制信號必須為與電網(wǎng)同步且上升沿可在0 -180 范圍內改變的方波信號時才能實現(xiàn)調壓,單一電壓信號或0-5v的模擬信號并不能使其調壓,從 調壓 功能的角度講隨機型ssr完全不同于普通的繼電器或接觸器)。
有一點必須強調,各類調壓模塊或固態(tài)繼電器內部作為輸出觸點的器件均為可控硅,且都是依靠改變可控硅導通角來達到 調壓 的目的,故輸出的電壓波形均為 缺角 的正弦波(不同于自耦調壓器輸出的完整正弦波),因此存在高次諧波,有一定噪音,電網(wǎng)有一定 污染 (國內外同類產品均相同,這是由斬波調壓原理決定的)。
在感性負載的場合,當ssr由通態(tài)關斷時,由于電流、電壓的相位不一致,將產生一個很大的電壓上升率dv/dt(換向dv/dt)加在雙向可控硅兩端,如此值超過雙向可控硅的換向dv/dt指標(典型值為10v/ s)則將導致延時關斷,甚至失敗。而單向可控硅為單極性工作狀態(tài),只受靜態(tài)電壓上升率dv/dt(典型值為100v/ s)影響,由兩只單向可控硅反并聯(lián)構成的增強型ssr比由一只雙向可控硅構成的普通型ssr的換向dv/dt有了很大提高,因此在感性或容性負載場合宜選取增強型ssr。
一般情況下,萬用表不能判別ssr的好壞,正確的方法采用圖1-2的測試電路:當輸入電流為零時,電壓表測出的電壓為電網(wǎng)電壓,電燈不亮(燈泡功率須25w以上);當輸入電流達到一定值以后,電燈亮,電壓表測出的電壓為ssr導通壓降(在3v以下)。(請初次使用者務必注意:因ssr內部有rc回路而帶來漏電流,因此不能等同于普通觸點式的繼電器、接觸器,請參考后面的注意事項)。
是的。除了電流小于6a的單相固態(tài)繼電器以外,所有功率模塊都需要選用合適的散熱器配合使用。
固態(tài)繼電器的發(fā)熱及散熱器的選擇:
固態(tài)繼電器或模塊的發(fā)熱量主要跟所驅動的負載的實際電流有關,而與其本身的電流等級大小關系不大。
發(fā)熱量的計算公式(兩種):
1:單相固態(tài)繼電器、單相交流調壓模塊、r系列固體調壓器發(fā)熱量=實際負載電流(安培) 1.5瓦/安培
對三相固態(tài)繼電器、三相交流調壓模塊,其實際負載電流應為三相實際負載電流之和。
2:對于單相全控整流模塊發(fā)熱量=實際負載電流(安培) 3.0瓦/安培。
散熱器的作用就是把固態(tài)繼電器或模塊產生的熱量散發(fā)出去,散熱效果不但跟散熱器的大小有關,還跟環(huán)境溫度(季節(jié))、通風條件(自然冷卻或強迫冷卻及風量大小)以及安裝密度等因素均有關。散熱效果的參考標準:使固態(tài)繼電器或模塊的底板(與散熱器接觸面)溫度不得超過80℃。因此實際應用中可在散熱器安裝面靠近固態(tài)繼電器或模塊的邊緣處(20mm以內)安裝一只75℃的溫度開關(帶一對常閉觸點),把固態(tài)繼電器或模塊的控制信號串入這對常閉觸點,這樣當檢測點溫度超過75℃時,常閉觸點跳開,切斷控制信號,強迫關閉固態(tài)繼電器或模塊的輸出,使其得到保護。一般在每相實際電流超過50a、安裝密度大、環(huán)境溫度高的地方,最好采用溫度開關保護。
選用散熱器除考慮上述因素外,還要考慮固態(tài)繼電器或模塊本身體積與散熱器能否相配,以及散熱器在機柜中的安裝空間。但最終要保證即使在最惡劣情況下固態(tài)繼電器或模塊的底板溫度也不得超過80℃。
固態(tài)繼電器ssr適用于50hz或60hz的工頻電網(wǎng)上,不宜于低頻或高次諧波分量大的場合,如變頻器輸出端有多組負載需要分別切換,采用ssr作為開關則可能由于高次諧波使其不能可靠關斷,并且高次諧波還可能使ssr內部的rc吸收回路因過熱而炸裂。
三相固態(tài)繼電器(ssr)均為過零型,即三相ssr只能作 開關 ,不能作 調壓 。實際上三相ssr是把三個單相ssr做在一起,并用一個輸入端控制。對實際負載電流不大的場合,三相ssr使用起來比較方便,但電流大時發(fā)熱亦大,這時使用三只單相ssr更為可靠(因三只單獨分開比集中在一起散熱效果好,控制方法:三個輸入端可串聯(lián)或并聯(lián)),另外如負載短路造成ssr損壞,三只單相ssr(一般損失一到二只)比一只三相ssr的損失要小。
有許多朋友希望用調壓模塊實現(xiàn)電機調速的目的,通常情況下交流電機需用變頻器調速。只有風機、泵機類電動機等軟特性負載、或者力矩電機場合可通過調壓來實現(xiàn)調速。
負載額定電壓低于電網(wǎng)電壓時,有許多客戶常常希望用調壓模塊去替代體大、笨重、價高的降壓變壓器(次級為低電壓大電流)來實現(xiàn)其降壓、調壓的目的,這樣是否可行是根據(jù)不同場合而定的。交流調壓模塊是利用斬波實現(xiàn)調壓的,對于大變比的調壓往往是不可行的,例如單相負載的額定電壓為36vac、額定電流為50a,要求在0v-36vac內調壓。如果用單相交流調壓模塊如(220v、120a)直接接到220vac電網(wǎng)上去調壓,因為輸出36vac電壓時對應于調壓模塊內部可控硅的導通角為140 -180 和320 -360 ,這兩個小區(qū)域不可能輸出50a電流,因為調壓模塊的120a是內部可控硅導通0 -360 的電流。
并且即使采用增大調壓模塊的電流等級,來達到輸出低電壓大電流的方案,對負載和模塊也不安全可靠,因為對負載而言,電網(wǎng)電壓高于負載額定電壓,一旦控制調壓模塊的輸入信號產生失誤,則輸出電壓大于負載額定電壓,將導致負載因過壓擊穿或過流損壞,對模塊而言,則產生過流燒毀。正確的方法應采用調壓模塊和變壓器結合起來使用,如低電壓大電流負載(單相或三相)的控制方式:先采用調壓模塊調壓,再采用變壓器降壓。
單相交流調壓場合,有多種模塊組合可以實現(xiàn),推薦次序如下:
(1)全隔離單相交流調壓模塊。
(2)隨機型固態(tài)繼電器與隨機型ssr移相觸發(fā)器模塊、同步變壓器組成的調壓系統(tǒng)。
(3)可控硅移相觸發(fā)器模塊與可控硅、同步變壓器組成的調壓系統(tǒng)。
(4)r系列固體調壓器(只能用于低要求不隔離手動調節(jié)的溫控場合)。
【特別注意】:(1)、(2)、(3)的次序亦適合于半波控制場合(只對電網(wǎng)正半周調壓,典型應用于電振機)
三相交流調壓場合,有多種模塊組合可以實現(xiàn),推薦次序如下:
(1)固態(tài)繼電器三相移相觸發(fā)器模塊(連三相同步變壓器塊)與三只單相隨機型固態(tài)繼電器組成的調壓系統(tǒng)。
(2)全隔離三相交流調壓一體化模塊(連三相同步變壓器模塊)。
(3)三相調壓單硅移相觸發(fā)器模塊(連三相同步變壓器模塊)加三組反并聯(lián)單向可控硅組成的調壓系統(tǒng);或三相調壓雙硅移相觸發(fā)器模塊(連三相同步變壓器模塊)加三只雙向可控硅組成的調壓系統(tǒng)。
【特別注意】:三相負載為星型接法時中心點一般以不接地(不接中心線)為好,如必須接地也可;另外調壓器件與三相電網(wǎng)(380伏)間有隔離(降壓)主變壓器時,客戶須聲明主變壓器原副邊的額定電壓,否則不能直接使用下面的方案 而需定制同步變壓器模塊或相關器件。
1、單相整流場合,推薦次序如下:
(1)全隔離單相橋式全控整流模塊加同步變壓器。
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