Como selecionar os relés de estado sólido
A seguir, são opções a serem consideradas ao selecionar os relés de estado sólido apropriados, com base nos requisitos reais:
7) Certificação Internacional - Underwriter Laboratories (UL), Canadian Standards Association (CSA), British Approvals Board of Telecommunications (BABT), Verband Deutscher Elektrotechniker (VDE), Technischen Uberwachungs Vereine (TUV), Conformite Europeene (CE) ou outros.
Tensão de carga:
A primeira consideração é se a tensão de carga é CA ou CC para determinar se CA-SSR ou CC-SSR está selecionado. Em segundo lugar, a tensão da fonte de alimentação de carga deve ser considerada que não pode ser maior que a tensão nominal de saída e menor que a tensão mínima do relé de estado sólido. Em seguida, considere a magnitude da tensão de carga e da tensão transitória . A tensão de carga refere-se à tensão de estado estacionárioaplicada ao terminal de saída da chave SSR, e a tensão transitória refere-se à tensão máxima que os terminais de saída dos relés SSR podem suportar. Quando a carga indutiva CA, a carga monofásica do motor ou a carga trifásica do motor é comutada ou energizada, a tensão na saída do comutador SSR pode ser o dobro da tensão de pico da fonte de alimentação e essa tensão não pode ser maior que a tensão transitória do SSR para evitar que a tensão excessiva de choque danifique o interruptor eletrônico. Portanto, ao selecionar o SSR, é melhor deixar uma margem para a tensão de saída e selecionar o relé SSR com circuito RC para proteger o relé de estado sólido e otimizar dv / dt.
Circuito RC:
O circuito RC , também conhecido como filtro RC, amortecedor RC ou rede RC, é um circuito que consiste no resistor e no capacitor. Recomenda-se selecionar relés de estado sólido com um circuito de absorção de varistor e um circuito amortecedor RC. O circuito RC impede que certas frequências passem e permite que outros sinais de frequência passem para filtrar os sinais interferentes. Além disso, o circuito RC também pode ser usado para reduzir a taxa de aumento da tensão de saída (dv / dt), absorver a tensão de surto, suprimir tensão / corrente transitória excessiva e impedir que o relé de estado sólido seja quebrado devido a sobretensão .
Corrente de carga:
O valor da corrente de saída do relé de estado sólido é a corrente de estado estacionário que flui através dos terminais de saída do SSR, que geralmente é igual à corrente da carga conectada ao terminal de saída do SSR. Como os elementos de comutação dos comutadores SSR são muito sensíveis à temperatura e a sobrecorrente pode gerar uma quantidade alta de calor, portanto, a capacidade de sobrecarga do SSR é fraca. Portanto, a corrente de saída do relé SSR não deve exceder a sua corrente nominal de saída e a corrente de sobretensão não deve exceder a capacidade de sobrecarga, especialmente para cargas indutivas / capacitivas propensas a gerar correntes de sobretensão, bem como a corrente de irrupção gerada por a própria fonte de alimentação.
A corrente de saída requer uma margem para evitar correntes de irrupção excessivas que reduzem a vida útil do relé de estado sólido. Para cargas resistivas gerais, o valor nominal da corrente operacional efetiva pode ser selecionado com base em 60% do valor nominal. Além disso, o fusível rápido e o comutador de ar podem ser considerados para proteger o circuito de saída ou adicionar um circuito coletor RC e um varistor (MOV) à saída do relé. A especificação de seleção do varistor é selecionar 500V ~ 600V MOV para 220VAC SSR e 800V ~ 900V MOV para 380VAC SSR.
A corrente de saída requer uma margem para evitar correntes de irrupção excessivas que reduzem a vida útil do relé de estado sólido. Para cargas resistivas gerais, o valor nominal da corrente operacional efetiva pode ser selecionado com base em 60% do valor nominal. Além disso, o fusível rápido e o comutador de ar podem ser considerados para proteger o circuito de saída ou adicionar um circuito coletor RC e um varistor (MOV) à saída do relé. A especificação de seleção do varistor é selecionar 500V ~ 600V MOV para 220VAC SSR e 800V ~ 900V MOV para 380VAC SSR.
Corrente de irrupção:
Quase todas as cargas controladas geram grandes correntes de irrupção no momento da ligação. Por exemplo:
1) Os dispositivos de aquecimento elétrico, como as lâmpadas incandescentes e os fornos elétricos, etc. Eles são cargas puramente resistivas com um coeficiente de estabilidade positivo, mas a resistência é pequena a uma temperatura baixa; portanto, a corrente na inicialização excederá várias vezes a corrente de estado estacionário.
2) Alguns tipos de lâmpadas têm baixa impedância quando queimados.
3) Quando o motor é ligado, o rotor bloqueado e desligado, ele gera uma grande corrente e tensão de energização. O rotor bloqueado é uma situação em que o motor ainda gera torque quando a velocidade é de 0 rpm; nesse meio tempo, o fator de potência do motor será extremamente baixo e a corrente pode ser de até 7 vezes a corrente nominal.
4) Quando o relé intermediário ou a válvula solenóide não estiver fechada de maneira confiável e quicar, também gerará uma grande corrente de irrupção.
5) Quando o banco de capacitores ou a fonte de alimentação do capacitor são comutados, isso causa uma condição similar de curto-circuito e gera uma corrente muito grande.
6) Quando o motor do tipo capacitor comutado está invertendo, a tensão do capacitor e a tensão de alimentação são sobrepostas no terminal de saída do SSR, e o SSR suporta uma tensão de pico duas vezes a tensão de alimentação.
Corrente de irrupção excessiva pode danificar os comutadores de semicondutores dentro do SSR. Portanto, ao selecionar um relé, as características de sobrecarga da carga controlada devem ser analisadas primeiro, para que o relé possa suportar a corrente de partida, garantindo a operação em estado estacionário. A corrente nominal do relé de estado sólido deve ser selecionada de acordo com o fator de redução nos requisitos reais. E se o relé selecionado precisar trabalhar em um local com operação frequente, longa vida útil e alta confiabilidade, a corrente nominal deve ser dividida em 0,6 com base no fator de redução conhecido , para garantir a confiabilidade da operação. Além disso, o resistor ou indutor pode ser conectado em série ao loop de saída para limitar ainda mais a corrente.
Atenção: Por favor, não use o SSRvalor da corrente de pico como base para selecionar a corrente de partida da carga. Como o valor da corrente de pico do relé SSR é baseado na corrente de pico do comutador eletrônico com a pré-condição de metade (ou um) ciclo de alimentação, ou seja, 10 ms ou 20 ms.
Atenção: Por favor, não use o SSRvalor da corrente de pico como base para selecionar a corrente de partida da carga. Como o valor da corrente de pico do relé SSR é baseado na corrente de pico do comutador eletrônico com a pré-condição de metade (ou um) ciclo de alimentação, ou seja, 10 ms ou 20 ms.
Tipo de carga:
As cargas podem ser divididas em três tipos com base na impedância elétrica: Tipo de carga resistiva (ou carga resistiva pura), Tipo de carga indutiva e Tipo de carga capacitiva. Não há carga indutiva pura e carga capacitiva pura nos aparelhos elétricos usuais, porque essas duas cargas do tipo não produzem energia ativa. No circuito paralelo em série, se a reatância capacitiva for maior que a reatância indutiva, o circuito será de carga capacitiva; e vice versa.
Carga Resistiva:
Em poucas palavras, uma carga que opera apenas por componentes do tipo resistor é chamada carga resistiva . No entanto, algumas cargas têm baixa resistência a baixas temperaturas, o que resulta em uma maior corrente de inicialização . Por exemplo, quando o forno elétrico é ligado, a corrente é 1,3-1,4 vezes maior que a corrente estável; Quando a lâmpada incandescente está acesa, a corrente é 10 vezes maior que a corrente constante.
Q1: Quais são as características da carga resistiva (ao trabalhar)?
A1: No circuito CC, a relação entre corrente e tensão está de acordo com a lei de ohm fundamental, I = U / R; em um circuito CA, a fase atual é igual à fase da tensão (comparada à fonte de alimentação).
Q2: Quais são as cargas resistivas?
A2: Dispositivo de aquecimento aquecido por resistência elétrica (como forno de resistência, forno, aquecedor elétrico de água , óleo quente , etc.) e lâmpadas que dependem do fio de resistência para emitir luz (como lâmpada de iodo de tungstênio , lâmpada incandescente, etc.) .
Q1: Quais são as características da carga resistiva (ao trabalhar)?
A1: No circuito CC, a relação entre corrente e tensão está de acordo com a lei de ohm fundamental, I = U / R; em um circuito CA, a fase atual é igual à fase da tensão (comparada à fonte de alimentação).
Q2: Quais são as cargas resistivas?
A2: Dispositivo de aquecimento aquecido por resistência elétrica (como forno de resistência, forno, aquecedor elétrico de água , óleo quente , etc.) e lâmpadas que dependem do fio de resistência para emitir luz (como lâmpada de iodo de tungstênio , lâmpada incandescente, etc.) .
Carga indutiva:
De um modo geral, a carga indutiva é a carga que aplica o princípio da indução eletromagnética (com parâmetros de indutância), como produtos elétricos de alta potência (como geladeiras, condicionadores de ar etc.). A carga indutiva aumentará o fator de potência do circuito e a corrente através da carga indutiva não poderá sofrer mudanças bruscas. Na partida, a carga indutiva requer uma corrente de partida muito maior (aproximadamente 3-7 vezes) do que a corrente necessária para manter a operação normal. Por exemplo, a corrente de partida de um motor assíncrono é de 5 a 7 vezes o valor nominal e a corrente de partida do motor DC é um pouco maior que a corrente de partida do motor CA; algumas lâmpadas de iodetos metálicos têm um tempo de ativação de até 10 minutos e suas correntes de pulso até 100 vezes a corrente em estado estacionário.
Além disso, quando a energia é ligada ou desligada, a carga indutiva produz uma força contra-eletromotriz (geralmente 1-2 vezes a tensão de alimentação), e a força contra-eletromotriz (contador abreviado de EMF ou simplesmente CEMF) será sobreposta ao tensão de alimentação e a tensão resultante é de até três vezes a tensão de alimentação. Portanto, quando o tipo de carga é uma carga indutiva, o terminal de saída do relé de estado sólido deve conectar um varistor com uma tensão suportável de 1,6-1,9 vezes a tensão de carga. O contador EMF é um valor indefinido que varia com L e di / dte se a taxa de alteração atual (di / dt) for muito alta, o SSR será danificado. Em aplicações práticas, o CEMF pode ser reduzido pela indutância em série L, e a magnitude da indutância L depende do tamanho e do custo.
Q3: Quais são as características da carga indutiva (ao trabalhar)?
A3: As cargas indutivas estão atrasadas (a corrente fica com tensão). No circuito CC, a carga indutiva permite que a corrente flua e a energia seja armazenada no indutor, e a corrente fica atrás da tensão. No circuito CA, a fase atual fica atrás da fase de tensão (em comparação com a fonte de alimentação), e a fase pode atrasar um quarto de ciclo (ou 90 graus) no máximo.
Q4: Quais são as cargas indutivas?
A4: Lâmpadas que dependem de gás energizado para emitir luz (como lâmpadas diurnas), De alta pressão lâmpadas de sódio ou lâmpadas de HPS, lâmpadas de mercúrio , lâmpadas de halogeneto de metal , etc), e de alta potência equipamentos eléctricos (como equipamento à base de motor, compressores , relés, etc).
Além disso, quando a energia é ligada ou desligada, a carga indutiva produz uma força contra-eletromotriz (geralmente 1-2 vezes a tensão de alimentação), e a força contra-eletromotriz (contador abreviado de EMF ou simplesmente CEMF) será sobreposta ao tensão de alimentação e a tensão resultante é de até três vezes a tensão de alimentação. Portanto, quando o tipo de carga é uma carga indutiva, o terminal de saída do relé de estado sólido deve conectar um varistor com uma tensão suportável de 1,6-1,9 vezes a tensão de carga. O contador EMF é um valor indefinido que varia com L e di / dte se a taxa de alteração atual (di / dt) for muito alta, o SSR será danificado. Em aplicações práticas, o CEMF pode ser reduzido pela indutância em série L, e a magnitude da indutância L depende do tamanho e do custo.
Q3: Quais são as características da carga indutiva (ao trabalhar)?
A3: As cargas indutivas estão atrasadas (a corrente fica com tensão). No circuito CC, a carga indutiva permite que a corrente flua e a energia seja armazenada no indutor, e a corrente fica atrás da tensão. No circuito CA, a fase atual fica atrás da fase de tensão (em comparação com a fonte de alimentação), e a fase pode atrasar um quarto de ciclo (ou 90 graus) no máximo.
Q4: Quais são as cargas indutivas?
A4: Lâmpadas que dependem de gás energizado para emitir luz (como lâmpadas diurnas), De alta pressão lâmpadas de sódio ou lâmpadas de HPS, lâmpadas de mercúrio , lâmpadas de halogeneto de metal , etc), e de alta potência equipamentos eléctricos (como equipamento à base de motor, compressores , relés, etc).
Carga capacitiva:
Geralmente, uma carga com um parâmetro de capacitância é chamada de carga capacitiva , e a carga capacitiva reduzirá o fator de potência do circuito. Durante o carregamento ou descarregamento, a carga capacitiva é equivalente a um curto-circuito, porque a tensão no capacitor não pode ser alterada abruptamente.
Q5: Quais são as características da carga indutiva (ao trabalhar)?
A5: Cargas capacitivas estão à frente (tensão dos cabos de corrente). Nos circuitos CC, as cargas capacitivas impedem que a corrente flua, mas podem armazenar energia. Nos circuitos CA, a fase atual lidera a fase de tensão (em comparação com a fonte de alimentação) e a fase pode liderar um quarto de ciclo (ou 90 graus) no máximo.
Q6: Quais são as cargas indutivas?
A6: Dispositivo com um capacitor, como um capacitor de compensação. E dispositivos de controle de energia, como comutação de fontes de alimentação, equipamentos de TI e etc.
Q5: Quais são as características da carga indutiva (ao trabalhar)?
A5: Cargas capacitivas estão à frente (tensão dos cabos de corrente). Nos circuitos CC, as cargas capacitivas impedem que a corrente flua, mas podem armazenar energia. Nos circuitos CA, a fase atual lidera a fase de tensão (em comparação com a fonte de alimentação) e a fase pode liderar um quarto de ciclo (ou 90 graus) no máximo.
Q6: Quais são as cargas indutivas?
A6: Dispositivo com um capacitor, como um capacitor de compensação. E dispositivos de controle de energia, como comutação de fontes de alimentação, equipamentos de TI e etc.
Como escolher o relé de estado sólido de acordo com o tipo de carga
1) Para cargas indutivas e capacitivas, recomenda-se um relé de estado sólido com dv / dt mais alto , se houver um dv / dt (taxa de aumento exponencial de tensão) aplicado ao terminal de saída do relé durante a ativação do relé de estado sólido CA /fora.
2) Para cargas resistivas CA e a maioria das cargas indutivas CA, estão disponíveis relés de cruzamento zero para prolongar a vida útil da carga e do relé e reduzir sua própria interferência de RF.
3) Como controlador de saída de fase, um relé de estado sólido de tipo aleatório deve ser usado.
* Fator de potência:
Na engenharia elétrica, o fator de potência de um sistema de energia CA é definido como a razão da potência real que flui para a carga e a potência aparente no circuito e é um número sem dimensão no intervalo fechado de -1 a 1. Se não está especificado, a potência de carga do produto geral é a potência aparente (inclui potência ativa e potência reativa) Mas a especificação geral da carga indutiva geralmente fornece a magnitude da potência ativa. Por exemplo, embora uma lâmpada fluorescente seja rotulada de 15 a 40 watts (sua potência ativa), seu reator consome aproximadamente 8 watts de potência, portanto, 8W devem ser adicionados a 15 ~ 40w para calcular a potência total. A porção indutiva do produto (ou seja, a quantidade de potência reativa) pode ser calculada a partir do fator de potência especificado.
Sinal de controle de entrada:
2) Corrente de controle de entrada : a corrente de entrada dos SSRs DC e SSRs monofásicos CA é geralmente em torno de 10mA, e a corrente de entrada dos SSRs trifásicos CA é geralmente em torno de 30mA, que também pode ser personalizada para menos de 15mA.
3) Frequência de controle : a frequência de operação de controle dos relés de estado sólido CA geralmente não excede 10HZ, e o período do sinal de controle do relé de estado sólido CC deve ser superior a cinco vezes a soma do tempo "on time" e "off time" do relé.
Método de montagem:
Em muitos casos, a carga de carga limitará se o SSR está montado na PCB, no painel ou no trilho DIN.
Temperatura ambiente:
Quando o relé estiver no estado ligado, ele suportará a potência dissipada de P = V ( queda de tensão no estado ) × I (corrente de carga), e a capacidade de carga do SSR é muito afetada pela temperatura ambiente e sua temperatura. própria temperatura. Se a temperatura ambiente for muito alta, a capacidade de carga do SSR inevitavelmente diminuirá de acordo. Além disso, o comutador SSR pode estar fora de controle ou até ficar danificado permanentemente. Portanto, é necessário definir uma certa margem de acordo com o ambiente de trabalho real e selecionar o tamanho apropriado do dissipador de calor para garantir as condições de dissipação de calor. Para correntes de carga superiores a 5A, um dissipador de calor deve ser instalado. Para correntes acima de 100A, o dissipador de calor e o ventiladordeve ser equipado para um resfriamento forte. Se o relé SSR for operado em altas temperaturas (40 ° C a 80 ° C) por um longo tempo, a corrente de carga poderá ser reduzida de acordo com a corrente máxima de saída e a curva de temperatura ambiente fornecidas pelo fabricante para garantir a operação normal, e a corrente de carga é geralmente controlada dentro de 1/2 do valor nominal.
* Fator de redução:
A tabela abaixo mostra o fator de redução recomendado para a corrente nominal de saída dos relés de estado sólido aplicados em várias cargas à temperatura ambiente (a capacidade de sobrecarga e a corrente de sobrecarga de carga foram consideradas).
Existem duas maneiras de usar o fator de redução:
1) O valor da corrente nominal do relé de estado sólido pode ser selecionado de acordo com o fator de redução dos diferentes ambientes e diferentes tipos de carga. A corrente nominal do relé SSR é igual ao valor da corrente contínua da carga dividido pelo fator de redução.
2) Se o relé de estado sólido tiver sido selecionado e o tipo de carga ou o ambiente mudar, a corrente de carga deve ser ajustada com base na curva de carga e no fator de redução em determinado ambiente. A corrente ajustada multiplicada pelo fator de redução deve ser menor que o valor nominal do relé de estado sólido.
Além disso, quando os SSRs são executados em aplicativos que exigem operação mais frequente, vida útil mais longa e desempenho de confiabilidade mais estável, o fator de redução precisa ser mais multiplicado por 0,6 com base nos dados da tabela. No entanto, a corrente de carga não deve ser menor que a corrente mínima de saída do relé de estado sólido, caso contrário, o relé não será ligado ou o estado de saída será anormal.
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