Какую максимальную мощность можно подключить к силовому промежуточному реле?

Устройство и примеры применения реле, как выбрать и правильно подключить реле

Коммутация – это включение или выключение электроприбора в сеть. Для этого используют разъединители, выключатели, автоматические выключатели, реле, контакторы, пускатели. Последние три (реле, контактор и магнитный пускатель) подобны по своему строению, но предназначены для разных мощностей нагрузки. Это электромеханические коммутационные устройства. У новичков часто возникают вопросы типа:

«Для чего у реле столько контактов?»;

«Как заменить реле, если нет подобного по расположению выводов?»;

«Как подобрать реле?».

Я постараюсь ответить на все эти вопросы в статье.

Для чего нужно реле?

Чтобы включить нагрузку нужно подать на её выводы напряжение, оно может быть постоянным и переменны, с разным количеством фаз и полюсов.

Напряжение можно подать несколькими способами:

Разъёмное соединение (вставить вилку в розетку или штекер в гнездо);

Разъединителем (как вы включаете свет в комнате, например);

Через реле, контактор, пускатель или полупроводниковый коммутационный прибор.

Первые два способа ограничены как по максимальной коммутационной мощности, так и по расположению точки подключения. Это удобно, если свет или прибор вы включаете выключателем или автоматом при этом и они расположены рядом друг с другом.

Для примера, приведу ситуацию, например водонагревательный бак (бойлер) – это достаточно мощная нагрузка (1 – 3 и более кВт). Ввод электроэнергии в коридоре, и там же на электрощите у вас расположен автомат включения бойлера, тогда вам нужно протянуть кабель сечением 2.5 кв. мм. На 3-5 метров. А если вам нужно включить такую нагрузку на большом расстоянии?

Для удаленного управления можно использовать такой же разъединитель, но чем больше расстояние – тем большим получится сопротивление кабеля, значит, нужно будет использовать кабеля с большим сечением, а это дорого. Да и если кабель оборвется – непосредственно на месте включить прибор уже не получится.

Для этого можно использовать реле, которое установлено непосредственно возле нагрузки, а включать его удаленно. Для этого не нужен толстый кабель, ведь сигнал управления обычно от единиц до десятков ватт, при этом может включаться нагрузка в несколько киловатт.

Выключатели и разъединители – нужны для ручного включения нагрузки, для того, чтобы управлять ею автоматически, нужно использовать реле или полупроводниковые приборы.

Сферы применения реле:

Схемы защиты электроустановок. Для автоматического ввода энергии защиты от низких и высоких напряжений, Реле тока – для срабатывания токовых защит, разрешения пуска электрических машин и пр.;

Для удаленного включения.

Как работает реле?

Электромагнитное реле состоит из катушки, якоря и набора контактов. Набор контактов может быть разным, например:

Реле с одной парой контактов;

С двумя парами контактов (нормально-замкнутые – NC, и нормально-разомкнутые – NO);

С несколькими группами (для управления нагрузкой в независимых друг от друга цепях).

Катушка может быть рассчитана на разную величину постоянного и переменного тока, вы можете подобрать под свою схему, чтобы не использовать дополнительный источник для управления катушки. Контакты могут коммутировать как постоянный, так и переменный ток, величина тока и напряжения обычно указана на крышке реле.

Мощность нагрузки зависит от коммутационной способности аппарата обусловленного его конструкцией, на мощных электромагнитных коммутационных устройствах присутствует дугогасительная камера, для управления мощной резистивной и индуктивной нагрузкой, например электродвигателем.

Работа реле основана на работе магнитного поля. Когда на катушку подаётся ток, то силовые линии магнитного поля пронизывают её сердечник. Якорь изготовлен из материала, который магнитится и он притягивается к сердечнику катушки. На якоре может быть размещена контактная медная пластика и гибкая подводка (провод), тогда якорь находится под напряжением и по медным шинам подаётся напряжение на неподвижный контакт.

Напряжение подключается к катушке, магнитное поле притягивает якорь, он замыкает или размыкает контакты. Когда напряжение пропадает – якорь возвращается в нормальное состояние возвратной пружиной.

Могут быть и другие конструкции, например, когда якорь толкает подвижный контакт, и он переключается от нормального состояния к активному, это изображено на картинке ниже.

Итог: Реле позволяет малым током через катушку управлять большим током через контакты. Величина управляющего и коммутируемого (через контакты) напряжения может быть разная и не зависит друг от друга. Таким образом мы получаем гальванически развязанное управление нагрузкой. Это даёт существенное преимущество перед полупроводниками. Дело в том, что сам по себе транзистор или тиристор он не развязан гальванически, даже более того непосредственно связан.

Токи базы это часть тока коммутируемой через эмиттер-коллектор цепи, в тиристоре, в принципе, ситуация подобна. Если PN-переход повреждается – напряжение включаемой цепи может попасть на цепь управления, если это кнопка – ничего страшного, а если это микросхема или микроконтроллер – они, скорее всего, тоже выйдут из строя, поэтому реализуется дополнительная гальваническая развязка через оптопару или трансформатор. А чем больше деталей – тем меньше надежность.

ремонтопригодность. вы можете провести ревизию большинства реле, например, подчистить контакты от нагара и оно заново заработает, а при определенной сноровке можно заменить катушку или подпаять её выводы если они оторвались от выходящих контактов;

полная гальваническая развязка силовой цепи и цепи управления;

низкое переходное сопротивление контактов.

Чем ниже сопротивление контактов, тем меньше теряется напряжения на них и меньше нагрев. Электронные реле выделяют тепло, чуть ниже я бегло расскажу о них.

из-за того, что конструкция по сути механическая – ограниченное число срабатываний. Хотя для современных реле оно доходит до миллионов срабатываний. Так что сомнительный момент недостаток.

скорость срабатывания. Электромагнитное реле срабатывает за доли секунды, в то время как полупроводниковые ключи могут переключаться миллионы раз в секунду. Поэтому нужно подходить с умом к выбору коммутационной аппаратуры.

при отклонениях от управляющего напряжения может быть дребезжание реле, т.е. состояние, когда ток через катушку мал, для нормального удержания якоря, и оно «жужжит» открываясь и закрываясь с большой скоростью. Это чревато скорым выходом его из строя. Отсюда вытекает следующее правило – для управления реле аналоговый сигнал должен подаваться через пороговые устройства, типа триггера Шмидта, компаратора, микроконтроллера и т.д.;

Щелкает при срабатывании.

Характеристики реле

Чтобы правильно подобрать реле нужно учесть ряд параметров, который описывает его особенности:

1. Напряжение срабатывания катушки. 12 В реле не будет устойчиво работать или не включится совсем если вы на его катушку подадите 5 В.

2. Ток через катушку.

3. Количество контактных групп. Реле может быть 1-канальным, т.е. содержать 1 коммутационную пару. А может и 3-канальным, что позволит подключать 4 полюса к нагрузке (например, три фазы 380В)

4. Максимальный ток через контакты;

5. Максимальное коммутируемое напряжение. У одного и того же реле оно различное для постоянного и переменного токов, например 220 В переменного и 30 В постоянного. Это связано с особенностями дугообразования при коммутации разных электроцепей.

6. Способ монтажа – клеммные колодки, вывод для клемм, пайка в плату или установка на DIN-рейку.

Электронные реле

Обычное электромагнитное реле при срабатывании щелкает, что может мешать вам при использовании таких приборов в бытовых помещениях. Электронное реле, или как его еще называют твердотельное реле, лишено этого недостатка, но оно выделяет тепло, т.к. в качестве ключа используется транзистор (для реле постоянного тока) или симистор (для реле переменного тока). Кроме полупроводникового ключа в электронном реле установлена обвязка для обеспечения возможности управления ключом нужным управляющим напряжением.

Такое реле для управления использует постоянное напряжение от 3 до 32, а коммутирует переменное от 24 до 380 В с током до 10 А.

малое потребление управляющего тока;

отсутствия шума при переключении;

больший ресурс (миллиард и больше срабатываний, а это в тысячу раз больше чем у электромагнитного).

может сгореть от перегрева;

если сгорит – отремонтировать не получится.

Как подключить реле?

На картинке ниже хорошо изображена схема подключения реле к сети и нагрузке. На один из силовых контактов подключают фазу, на второй нагрузку, а ноль на второй вывод нагрузки.

Так собирается силовая часть. Цепь управления собирается так: источник питания, например аккумулятор или блок питания, если реле управляемое постоянным током, через кнопку подключается к катушке. Для управления реле переменного тока схема аналогична, на катушку подается переменное напряжение нужной величины.

Здесь очевидно, что напряжение управления никак не зависит от напряжения в нагрузке, тоже и с токами. Ниже вы видите схему управления активаторами центрального замка автомобиля с двухполярым управлением.

Задача следующая, чтобы активатор совершил движение вперед нужно подключить плюс и минус к его соленоиду, чтобы сдвинуть его назад – полярность нужно сменить. Это сделано с помощью двух реле с 5-ю контактами (нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый).

Когда напряжение подаётся на левое реле, плюс подается на нижний провод (по схеме) активатора, через нормально-замкнутые контакты правого реле верхний провод активатора подключен к отрицательному выводу (к массе).

Когда напряжение подано на катушку правого реле, а левое обесточено, полярность получается обратной: плюс через нормально-разомкнутый контакт правого реле подаётся на верхний провод. А через нормально-замкнутые контактны правого реле – нижний провод активатора соединен с массой.

Этот частный случай я привел для примера того, что с помощью реле можно не только включать напряжение на нагрузку, но и осуществлять разнообразные схемы подключения и переполюсовки.

Как подключить реле к микроконтроллеру

Чтобы управлять нагрузкой переменного тока через микроконтроллер удобно использовать реле. Но возникает небольшая проблема: ток потребления реле зачастую превышает максимальный ток через пин микроконтроллера. Чтобы её решить – нужно усилить ток.

Читайте также:  Как соединить медные провода сечением 6 и 10 мм.кв.?

На схеме изображено подключение реле с катушкой на 12В. Здесь транзистор VT4 обратной проводимости, он играет роль усилителя тока, резистор R нужен для ограничения тока через базу (устанавливается так, чтобы ток был не более чем максимальный ток через пин микроконтроллера).

Резистор в цепи коллектора нужен для того, чтобы задать ток катушки, подбирается по величине тока срабатывания реле, в принципе, его можно исключить. Параллельно катушке установлен обратный диод VD2 – он нужен, чтобы всплески самоиндукции не убили транзистор и выход микроконтроллера. С диодом всплески отправятся в сторону источника питания, и энергия магнитного поля прекратит свою работу.

Ардуино и реле

Для любителей Arduino есть готовые релейные шилды и отдельные модули. Чтобы обезопасить выходы микроконтроллера в зависимости от конкретного модуля может быть реализована опторазвязка управляющего сигнала, что значительно увеличит надёжность схемы.

Схема подобного модуля вот:

Мы говорили о характеристиках реле, так вот они часто указаны в маркировке на передней крышке. Обратите внимание на фото релейного модуля:

10A 250VAC – значит что способно управлять нагрузкой переменного напряжения до 250В и с током до 10 А;

10A 30VDC – для постоянного тока напряжение в нагрузке не должно превышать 30В.

SRD-05VDC-SL-C – маркировка, зависит от каждого произовдителя. В ней мы видим 05VDC – это значит, что реле сработает от напряжения в 5В на катушке.

При этом у реле есть нормально открытый контакты, всего 1 подвижный контакт. Схема подключения к ардуине изображена ниже.

Заключение

Реле это классический коммутационный прибор который используется везде: пультах управления в щитовых промышленных цехов, в автоматике, для защиты оборудования и человека, для избирательного подключения конкретной цепи, в лифтовом оборудовании.

Начинающему электрику, электронщику или радиолюбителю очень важно научиться использовать реле и составлять схемы с ними, так вы можете применять их в работе и хозяйстве, реализуя релейные алгоритмы без применения микроконтроллеров. Это хоть и увеличит габариты, но значительно улучшит надежность схемы. Ведь надежность это не только долговечность, но и безотказность и ремонтопригодность!

Малогабаритные, но силовые: электромеханические реле серии РТ

23 декабря 2013

В процессе совершенствования технологий и повышения требований к компактности, числу срабатываний и качеству контактов, электромеханические реле превратились в элегантные высокотехнологичные изделия. Устойчивость к электроэрозии и низкое сопротивление контактных пар, способность коммутировать высокие напряжения и большие токи промышленных частот и частот ВЧ-диапазона позволяют электромеханическим реле по-прежнему оставаться одним из популярнейших способов для управляемой коммутации электрических цепей.

Силовые реле характеризуются тем же набором параметров, что и сигнальные: напряжением и мощностью управляющей катушки, рабочим и максимально допустимым коммутируемым напряжением, рабочим и предельным током, предельной частотой коммутации, максимальным количеством срабатываний, электрической прочностью изоляции и т.д. Большое значение имеет набор контактных групп: нормально замкнутые (Normal Closed — NC), нормально разомкнутые (Normal Open — NO), переключающие (Change Over — CO) и их количество.

Габаритные размеры реле как показатель стали актуальными в связи с миниатюризацией электро- и радиоаппаратуры. В настоящее время многие компании-производители прикладывают значительные усилия по уменьшению габаритных размеров своих изделий при сохранении эксплуатационных характеристик.

Хорошим примером такой работы является серия PT производства компании TE Connectivity. Конструктивно реле серии PT представляют собой сменный картридж габаритами 28х22,5х29 мм. Такое решение хорошо зарекомендовало себя в отношении ремонтопригодности аппаратуры и удобства монтажа. При применении коммутационных колодок вышедшее из строя реле может быть заменено в считанные секунды и без использования инструмента. Внешний вид и габаритные размеры приведены на рисунке 1.

Рис. 1. Внешний вид и габаритные размеры реле

Идентификация отказавшего реле дополнительно упрощается наличием контрольного светодиода (опция). Тестовая кнопка на корпусе позволяет замкнуть все контактные группы и, таким образом, проконтролировать дальнейшее прохождение сигнала в цепи. Опционально кнопка может быть фиксируемой, с возвратом посредством повторного нажатия. Также на корпусе реле есть небольшое поле для нанесения маркировки.

Электрические параметры имеют большое значение для выбора реле в зависимости от условий применения. Рассматриваемая серия относится к силовым реле средней мощности, способным коммутировать нагрузку до 3000 ВА.

Обобщенные технические характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1. Обобщенные технические характеристики реле серии PT

240

Контактные группы
PT2PT5
2 переключающих контакта4 переключающих контакта
Максимально допустимое коммутируемое напряжение, В
126
2412
300 в течение 30 мс
30001500
360 (36000)
15
12 В при 10 мА
между разомкнутыми контактами1200между контактами и катушкой2500между соседними контактами2500Начальное напряжение пробоя изоляции между контактами и катушкой, кВКатушка
6, 12, 24, 48, 60, 115, 230
постоянный или переменный
750*
Общие параметры реле
-40…70
-40…85
RTII — стойкость к воздействию агрессивных сред
AgNi (90/10), AgNi (90/10) с золочением
Соединитель AMP 2,8 / штыри для пайки в печатную плату
30
270°C в течение 10 с
7g/4g
20g/5g
30х106/20х106
5 мм
* — В исполнениях со встроенным светодиодом мощность выше на величину, потребляемую индикатором.

Как любое активное сопротивление, катушка реле выделяет и способна рассеивать строго определенную мощность. Рассеивающая способность катушки во многом зависит от температуры окружающей среды. Номограммы зависимости рассеиваемой мощности от температуры окружающей среды и коэффициента нагрузки катушки для постоянного и переменного тока приведены на рисунке 2.

Рис. 2. Зависимость рассеиваемой мощности от коэффициента нагрузки и температуры окружающей среды для катушки постоянного и переменного тока

Коэффициентом нагрузки для обеих диаграмм (Кн) является отношение действующего напряжения, приложенного к катушке реле, к рекомендуемому номинальному значению. Как видно из диаграмм, с ростом коэффициента нагрузки и температуры допустимая рассеиваемая мощность катушки реле снижается. Кривые 2х12 А, 3х 10 А, 4х6 А характеризуют максимальную мощность контактов реле, а 0 А — холостую работу (без нагрузки на контактные группы).

Важным параметром является минимальная рекомендуемая нагрузка на контакты. Данное требование актуально, когда одна из контактных групп силового реле используется для коммутации информационного сигнала — подтверждения срабатывания реле. Это бывает необходимо, когда система управления питается от одного источника питания, а силовая часть, содержащая реле, от другого. В этом случае важно учесть падение напряжения на контактной группе. При малых значениях напряжения переходное сопротивление контактов может оказаться достаточно большим и внесет значительное затухание в информационный сигнал. Реле с позолоченными контактами позволяют решить не только эту проблему, но и добиться минимальных потерь при коммутации за счет неокисляемого стойкого к электроэрозии позолоченного покрытия контактной группы.

Напряжение на катушке реле может варьироваться в пределах 90…110% от номинального значения.

Эксплуатационные показатели реле соответствуют стандартам IEC 61810, UL508 и EN 60947-4-1.

Высокая износостойкость контактов, широкий диапазон коммутируемых токов и низкое контактное сопротивление обеспечиваются применением высококачественных материалов и защитных покрытий.

Электрическая стойкость контактов реле приведена на рисунке 3.

Рис. 3. Электроэрозионная стойкость контактной системы реле

Не стоит забывать, что нельзя использовать параллельное включение контактных групп реле: точность сборки не обеспечивает абсолютно синхронного срабатывания всех контактов, следовательно, к какой-то контактной группе на короткое время будет приложена вся коммутируемая мощность. Важно правильно выбрать реле, исходя из параметров электрической цепи. Параметрический каталог на сайте КОМПЭЛ позволяет значительно упростить эту задачу — достаточно задать требования к реле.

Следует отметить, что в промышленной автоматике наиболее часто применяются реле с катушками, номинальным напряжением 12/24 В постоянного тока и 24/230 В переменного тока. Эти позиции оперативно поддерживаются на складе КОМПЭЛ в достаточном количестве для быстрой комплектации в соответствии с потребностями заказчика и приведены в таблице 2.

Таблица 2. Наиболее востребованные со склада КОМПЭЛ модели реле серии PT

НаименованиеКонфигурация контактовМатериал контактовНапряжение катушки
2 CO24 VDC
4 COPT570024PT570220PT570524PT570730

Рис. 4. Колодка для пайки на печатную плату и разметка посадочного места

Реле также могут крепиться на конструктив типа «панель». В этом случае колодки устанавливаются в вырезы панели. Габаритные размеры посадочного места и внешний вид колодки приведены на рисунке 5.

Рис. 5. Габаритные размеры посадочного места на панели и внешний вид колодки для реле серии PT

Варианты колодок реле для установки на DIN-рейку приведены на рисунке 6.

Рис. 6. Варианты колодок реле для установки на DIN-рейку

Габаритные и установочные размеры колодок показаны на рисунке 7.

Рис. 7. Габаритные размеры держателей реле PT 78 720/PT 78 730/PT 78740 (а) и PT 78 722/PT 78 742 (б) для установки на DIN-рейку

Доступны колодки с подпружиненными контактами (рисунок 8).

Рис. 8. Держатель реле с подпружиненными контактами

Все колодки для установки на DIN-рейку допускают использование дополнительных модулей, обеспечивающих визуальный контроль функционирования реле и защиту катушки от напряжения самоиндукции. Модули индикации имеют различное свечение и напряжение питания для соответствия выбранному питанию катушки. Защитные модули представлены RC-цепочками, варисторами и защитными диодами и также выбираются исходя из типа питающего напряжения. Внешний вид дополнительных модулей приведен на рисунке 9.

Рис. 9. Дополнительные модули индикации и защиты для колодок реле серии PT

Реле серии PT могут поставляться в виде уже скомплектованных наборов с различным числом контактных групп и аксессуаров.

Заключение

Миниатюрные электромагнитные силовые реле серии PT — это простое и надежное решение для коммутации электрических цепей силового оборудования и построения систем релейной автоматики. Невысокая цена и постоянное наличие востребованных позиций на складе КОМПЭЛ — залог успешности серии PT на российском рынке промышленной автоматики и системотехники.

Литература

3. TE Connectivity Relay Products — General Purpose Relays — Industrial Relays 04/2011 rev.0411

4. Tyco Electronics General Purpose Relay — Relay Package PT — Datasheet 10/2009 rev. IJ1

5. Tyco Electronics General Purpose Relay — Accessories Miniature Relay PT — Datasheet 11/2010 rev. JK1.

Какую макс. нагрузку можно коммутировать контактами реле?

Пример: на реле написано «10A 250VAC». И оно китайское внезапно, ну в смысле обычное.

А
на нагревателе написано «220 В 2.5 2.2 (опечатка) кВт» — можно коммутировать?
а КАКОЙ МОЖНО?

Б.
то же, но с лампой: КАКУЮ МОЖНО?
а в момент включения холодной лампы что получается?
тип лампы в общем случае не известен, не говоря о модели или хотя бы производителе; мощность написана от руки на ценнике в нигазине, продавец только рубли знает, ваты-килаваты не учил, хочищь пакупай бери ватэтавот нихочищь эээ.

В.
то же, но с мотором (вентилятор / дрель / . ): КАКОЙ МОЖНО?

Г.
какие ещё бывают нагрузки, требующие «особого подхода» со стороны контактов?

Д.
отдельно: индуктивная нагрузка, ёмкостная нагрузка, RC-цепочки и всё такое.
а какое R в цепочке? а какая С? а почему другие нельзя?
http://www.atof.ru/pea/relay/rl_045.shtml
http://www.meomdr.ru/texts/RC.html
.

Все цифры условные.
Смысл: как-нибудь попроще пользователю объяснить, что можно и что нельзя подключать к вот этим вот клеммам.
Юридическое оформление с расчётами и обоснованиями не ебё интересует никого, но «в случаечё» пользователь предъявит лично и персонально.

Так и придумал вот. Вопрос, или даже тему для попиз обсуждать. Поиском про реле вообще есть, но похожего по смыслу не видно.

Хотелось бы обратить внимание докладчиков на цель процесса: не столько получить отписку «да, правильно / нет, неправильно» персонально для автора про его частный случай, сколько получить понимание темы в целом для будущих читателей.
Спасибо за. понимание. От будущих.
Попытался главный смысл цветом выделить. Без цвета что-то не то получалось.

03.01.2013, 01:57

Чем можно коммутировать низковольтное переменное напряжение?
Уважаемые коллеги! У меня имеется трансформатор, который я хочу приспособить под простой.

Чем коммутировать нагрузку?
Здравствуйте, форумчане! Явилась предо мной проблема, попробую описать ее и помощи у вас спросить.

Как коммутировать емкостную нагрузку полевым транзистором.
Добрый день. Возникла задача сделать ШИМ с большим напряжением и подать на RC-фильтр. Есть.

подскажите, чем можно коммутировать шину RS-485?
Не знаю насколько вопрос «цифровой», но тем не менее. Задача в целом другая: пронумеровать.

Какую нагрузку выдержит сервер?
Уважаемые системные администраторы подскажите, хотя бы приблизительно. Какую нагрузку выдержит.

03.01.2013, 02:142

ВА — это полная потребляемая мощность , а Вт — это активная (индуктивная) мощность. Полная мощность – это сумма реактивной и активной мощности.

Активная мощность= геометрической разности полной мощности и реактивной мощности. Если реактивная мощность отсуствует и =0 или cosf=1, тогда, если пренебречь потерями в сети, получается ВА=ВТ

03.01.2013, 02:233
03.01.2013, 21:274

Для тока 10 А номограмма предлагает C1=10 мкФ.
Идём в нигазин, смотрим на цену, массогабарит и вообще наличие, охуе много думаем. решаем: N микрофарад чересчур дохуя, пусть будет M или даже K, например 1 мкФ.

Тогда получается ток 3 А, R1

Пересчитываем мощность, рассеиваемую на R2: P = I^2 / R = 3*3 / 33 = 0.27 Вт, выбираем из стандартного ряда 0.5 Вт.

Учитывая допущенные в расчётах грубости, погрешности и оставляя запас для потому что в крайних режимах работать неприлично — пользователю объясняем: «вот сюда можно втыкать максиум полкило любой нагрузки».
Больше тоже можно (нагреватель — хоть на все 2.2 кВт = 2.2 кВА), но это уже собственный пользователя страх и риск, а нас ему он просил не ебать мозги.

Пока так получилось.

03.01.2013, 21:27
03.01.2013, 21:455
04.01.2013, 01:126

Кстати да, с R2 чересчур общо получилось.
Когда/если согласились добавлять цепочку R1C1 для борьбы с индуктивностью — можно убирать R2, который для борьбы с ёмкостью. И перестают быть сомнения относительно мощности, рассеиваемой им (если пользователь хоть и на свой страх и риск, но всё-таки подключит 2 кВт нагреватель). А с мощностью R1 уже попроще, она ненадолго нужна. если без фанатизма «конкретно вешать в граммах», то пусть будет например 1 Вт.
Или можно сэкономить на R1C1 и оставить только R2, если нагрузка чисто ёмкостная.

Главный вывод у меня получился: с точки зрения «плохой» (индуктивной) нагрузки жаба находится не столько в реле, сколько в конденсаторе C1. Которым всё и ограничивается.

В надписи на реле были умножены поделены аж на порядок (220VAC 2A реле, 36W «лампа дневного света» нагрузка) — так и слиплись контакты.
Смысл сабжа в моменте переключения. Если бы реле не «держало мощность вообще» (в стабильном состоянии), то это уже какой-то совсем китай из говна и обсуждать нечего.

При внимательном разглядывании документаций обнаружилось слово «max. switching power».
Которое слово на корпусе реле не видно и в нигазине про это никто не расскажет — на корпусе только вольты и амперы гордо пропечатаны, за остальной документацией предлагается пойти на в Китай.

В том , где слипались контакты при коммутации лампочки, про реле написано «max. voltage 220VAC, max. current 2A, max. switching power 48W 60VA».
В которые цифры лампочка 36W должна была влезть полюбому, но вообще документация какая-то мутная, графики обрываются на 100+ VAC и само реле мелковато выглядит.

. берём другое реле, «посолиднее». HRS4 как например, Китай большая страна.
На корпусе читаем: «12A 125VAC, 10A 28VDC, 10A 250VAC».
В интернете читаем: max. voltage 250VAC, max. current 15A (или 10A для переключающего варианта), max. switching power 1800 VA / 360 W (маркетологически рассуждая — эти и все дальнейшие цифры указаны для замыкающего варианта, а переключающий будет «на 2/3 слабее»).
И даже графики нормально нарисованы: чётко, разборчиво, никуда не обрываются. Тогда дальше смотрим на графики.

Сразу замечаем: нарисованы графики для ТОЛЬКО резистивной нагрузки. Потому что иначе бесконечность вариантов и всё неоднозначно.
И замечаем: таки да, максимальное напряжение и ток обещают не одновременно. То есть надо было читать не «10 ампер от 220 В можно коммутировать», а «10 ампер или 220 В». Реально же при коммутации (резистивной) нагрузки от 220В график разрешает что-то около 4 ампер.
Грамотная и даже красивая, аккуратная такая наебалочка: носом в график НА. что? На корпусе написано? Вольты, амперы? Да ты лох читать учись и вообще электричеству.

Берём калькулятор, пытаемся что-нибудь сделать с ним и графиком зависимости contact current от contact voltage под названием «max. switching power». ну да, что-то около (чуть меньше) заявленных 1800 VA и получается.

А с индуктивно-ёмкостной нагрузкой уже поборото через R1C1, более или менее приблизя её по смыслу к резистивной с точки зрения реле.

И заодно небезынтересен график зависимости количества переключений от тока.
«Вообще» заявлено сто тысяч, на токе 4А @ 240VAC уже остаётся 15 200 тыщ, разглядел нолик и пригляделся к графику.
Одно дело, когда оно предназначено раз в сутки дёргаться; другое дело.
.. и производитель вообще-то тестировал своё реле под (резистивной) нагрузкой аж 14A @ 240VAC. Ладно, берём с переключающими контактами, умножаем ток на 2/3, получается 9A @ 240VAC и 7 70 тыщ переключений. Для тёплого пола на год надолго хватит. Всё работает и не поспоришь.

В таком аскепте мне не ясен научный смысл понятия «максимальная коммутируемая контактами мощность» (max switching power, разные цифры в ваттах и вольтамперах).
За неимением более других идей понимаю его как сокращённо-условно-интегрально-экспериментальное выражение взаимосвязи между конструкцией реле и характером коммутируемой нагрузки. Протестировано реле производителем с одной конкретной нагрузкой, сдохло после ХХХ переключений, с другими нагрузками предполагать по аналогии.

Но с практической точки зрения получилось: через реле, на котором в нигазине написано «250VAC 10А», можно ожидать более-менее нормальной коммутации up to киловатт «нагрузки вообще», без уточнения её характера. При наличии и достаточной ёмкости C1.
Или можно сэкономить на C1, соответственно уменьшив мощность нагрузки.
С чисто резистивной нагрузкой слегка превысить мощность, но с пониманием долговечности и что сам себе отвечать за результат.
. а без R1C1 даже и заявленные 360W лучше не пытаться. Чтоб не получилось, как ВНЕЗАПНО.

Рекомендации по выбору твердотельных реле

Способы коммутации твердотельных реле:

1. Управление с коммутаций при переходе тока через ноль

Преимущество этого метода коммутации заключается в отсутствии помех создающихся при включении. Недостатками являются прерывание выходного сигнала и невозможность использования на высокоиндуктивные нагрузки. Основное применение данного вида коммутации подходит для резистивной нагрузки (системы контроля и управления нагревом). Также применяют на емкостные и слабоиндуктивные нагрузки.

2. Фазовое управление

Преимущество фазового метода регулирования заключается в непрерывности и плавности регулирования. Этот метод позволяет регулировать величину напряжения на выходе (регулятор мощности). Недостатком является наличие помех при переключении. Применяется для резистивных (системы управления нагревом), переменных резистивных (инфракрасные излучатели), индуктивных нагрузок (транcформаторы) и упрвление освещением (лампы накаливания).

Ток и характер нагрузки

Одним из важнейших параметров для выбора реле является ток нагрузки. Для надежной и длительной эксплуатации необходимо выбирать реле с запасом по току, но при этом надо учитывать и пусковые токи, т.к. реле способно выдерживать 10-ти кратную перегрузку по току только в течение короткого времени (10мс). Так при работе на активную нагрузку (нагреватель) номинальный ток реле 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.

Примеры запаса по току для различных типов нагрузки:

  • активная нагрузка (ТЭНы) – 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

Расчет тока реле при активной нагрузке:

Iреле = Pнагр / U
Pнагр = 5кВт, U = 220В
Iреле = 5000 / 220 = 22,7А
Учитывая необходимый запас по току
выбираем реле на 40А.

Iреле = Pнагр /(U x 1,732)
Pнагр = 27кВт, U = 380В
Iреле = 27000 /(380 x 1,732) = 41,02А
С учетом запаса по току выбираем
реле на 60А.

Охлаждение

Еще одним немаловажным фактором для надежной работы твердотельных реле является его рабочая температура. При работе твердотельного реле SSR из-за потерь на силовых элементах выделяется большое количество тепла, которое необходимо отводить с помощью радиаторов охлаждения. Заявленный номинальный ток реле способны коммутировать при его температуре не более 40°С. При увеличении температуры реле снижается его пропускная способность из расчета 20-25% на каждые 10°С. При температуре примерно 80°С его пропускная способность по току сводится к нулю, и как следствие реле выходит из строя. На температурный режим реле могут влиять многие факторы: место установки, температура окружающей среды, циркуляция воздуха, нагрузка на твердотельном реле и др. При использовании на «тяжелые» нагрузки (пуск асинхронного двигателя) необходимо применять дополнительные меры по усилению отвода тепла: устанавливать на радиатор большего размера, сделать принудительное охлаждение (установить вентилятор).

Защита

  • Твердотельные реле имеют встроенную RC-цепь для защиты от ложного включения при использовании на индуктивной нагрузке.
  • Для защиты от кратковременного перенапряжения со стороны нагрузки необходимо использовать варисторы. Они подбираются исходя из величины коммутируемого напряжения Uвар=1,6-2Uком. Следует отметить, что современные тв реле выдерживают значительные перенапряжения и без применения варисторов. Гораздо опаснее для тв реле перегрузка по току.

  • Для защиты от перегрузки по току необходимо использовать специальные быстродействующие полупроводниковые предохранители. Они подбираются с учетом величины номинального тока реле Iпр=1 — 1,3Iном. реле, причем само тв реле должно быть с гораздо большим запасом по току, в т.ч. учитывая пусковые токи нагрузки. Это самый эффективный способ защитить реле от перегрузки по току. Поскольку реле способно выдерживать только кратковременную (10мс) перегрузку, то использование автоматов защиты не спасет их от выхода из строя.
  • Для корректной работы твердотельного реле при маленьких токах нагрузки (соизмеримых с током утечки) необходимо устанавливать шунтирующее сопротивление параллельно нагрузке.

Примеры применения

Основное применение твердотельные реле находят в системах управления нагревом. Твердотельные реле ZD3, VD, LA чаще всего применяют в технологических процессах, где требуется поддержание температуры с большой точностью (ПИД, Fuzzy режим). При этом реле VD, LA будут обеспечивать плавную регулировку за счет фазового метода управления.

Твердотельные реле ZA2 чаще применяют в системах, где не требуется высокая точность поддержания температуры (двухпозиционный режим).

Твердотельные реле VA (управление переменным резистором) применяют для ручной регулировки мощности на нагрузке. Таким реле можно отрегулировать мощность ТЭНа или ИК-излучателя, изменять яркость свечения лампы накаливания.

Соблюдая определенный ряд условий, твердотельные реле можно использовать для пуска асинхронных двигателей. Необходимо учитывать пусковые токи двигателя и реле подбирать с многократным запасом по току. Применять меры по дополнительному отводу тепла (радиаторы охлаждения). Для защиты реле от кратковременных перенапряжений использовать варисторы, а для защиты от перегрузки по току быстродействующие предохранители.

Можно организовать управление группой реле от одного источника питания. В данном случае необходимо подобрать источник с мощностью достаточной для включения всей группы реле. При этом можно оставить возможность включения – выключения отдельного реле для управления требуемой зоной.

Рекомендации по выбору твердотельных реле

Способы коммутации твердотельных реле:

1. Управление с коммутаций при переходе тока через ноль

Преимущество этого метода коммутации заключается в отсутствии помех создающихся при включении. Недостатками являются прерывание выходного сигнала и невозможность использования на высокоиндуктивные нагрузки. Основное применение данного вида коммутации подходит для резистивной нагрузки (системы контроля и управления нагревом). Также применяют на емкостные и слабоиндуктивные нагрузки.

2. Фазовое управление

Преимущество фазового метода регулирования заключается в непрерывности и плавности регулирования. Этот метод позволяет регулировать величину напряжения на выходе (регулятор мощности). Недостатком является наличие помех при переключении. Применяется для резистивных (системы управления нагревом), переменных резистивных (инфракрасные излучатели), индуктивных нагрузок (транcформаторы) и упрвление освещением (лампы накаливания).

Ток и характер нагрузки

Одним из важнейших параметров для выбора реле является ток нагрузки. Для надежной и длительной эксплуатации необходимо выбирать реле с запасом по току, но при этом надо учитывать и пусковые токи, т.к. реле способно выдерживать 10-ти кратную перегрузку по току только в течение короткого времени (10мс). Так при работе на активную нагрузку (нагреватель) номинальный ток реле 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.

Примеры запаса по току для различных типов нагрузки:

  • активная нагрузка (ТЭНы) – 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

Расчет тока реле при активной нагрузке:

Iреле = Pнагр / U
Pнагр = 5кВт, U = 220В
Iреле = 5000 / 220 = 22,7А
Учитывая необходимый запас по току
выбираем реле на 40А.

Iреле = Pнагр /(U x 1,732)
Pнагр = 27кВт, U = 380В
Iреле = 27000 /(380 x 1,732) = 41,02А
С учетом запаса по току выбираем
реле на 60А.

Охлаждение

Еще одним немаловажным фактором для надежной работы твердотельных реле является его рабочая температура. При работе твердотельного реле SSR из-за потерь на силовых элементах выделяется большое количество тепла, которое необходимо отводить с помощью радиаторов охлаждения. Заявленный номинальный ток реле способны коммутировать при его температуре не более 40°С. При увеличении температуры реле снижается его пропускная способность из расчета 20-25% на каждые 10°С. При температуре примерно 80°С его пропускная способность по току сводится к нулю, и как следствие реле выходит из строя. На температурный режим реле могут влиять многие факторы: место установки, температура окружающей среды, циркуляция воздуха, нагрузка на твердотельном реле и др. При использовании на «тяжелые» нагрузки (пуск асинхронного двигателя) необходимо применять дополнительные меры по усилению отвода тепла: устанавливать на радиатор большего размера, сделать принудительное охлаждение (установить вентилятор).

Защита

  • Твердотельные реле имеют встроенную RC-цепь для защиты от ложного включения при использовании на индуктивной нагрузке.
  • Для защиты от кратковременного перенапряжения со стороны нагрузки необходимо использовать варисторы. Они подбираются исходя из величины коммутируемого напряжения Uвар=1,6-2Uком. Следует отметить, что современные тв реле выдерживают значительные перенапряжения и без применения варисторов. Гораздо опаснее для тв реле перегрузка по току.

  • Для защиты от перегрузки по току необходимо использовать специальные быстродействующие полупроводниковые предохранители. Они подбираются с учетом величины номинального тока реле Iпр=1 — 1,3Iном. реле, причем само тв реле должно быть с гораздо большим запасом по току, в т.ч. учитывая пусковые токи нагрузки. Это самый эффективный способ защитить реле от перегрузки по току. Поскольку реле способно выдерживать только кратковременную (10мс) перегрузку, то использование автоматов защиты не спасет их от выхода из строя.
  • Для корректной работы твердотельного реле при маленьких токах нагрузки (соизмеримых с током утечки) необходимо устанавливать шунтирующее сопротивление параллельно нагрузке.

Примеры применения

Основное применение твердотельные реле находят в системах управления нагревом. Твердотельные реле ZD3, VD, LA чаще всего применяют в технологических процессах, где требуется поддержание температуры с большой точностью (ПИД, Fuzzy режим). При этом реле VD, LA будут обеспечивать плавную регулировку за счет фазового метода управления.

Твердотельные реле ZA2 чаще применяют в системах, где не требуется высокая точность поддержания температуры (двухпозиционный режим).

Твердотельные реле VA (управление переменным резистором) применяют для ручной регулировки мощности на нагрузке. Таким реле можно отрегулировать мощность ТЭНа или ИК-излучателя, изменять яркость свечения лампы накаливания.

Соблюдая определенный ряд условий, твердотельные реле можно использовать для пуска асинхронных двигателей. Необходимо учитывать пусковые токи двигателя и реле подбирать с многократным запасом по току. Применять меры по дополнительному отводу тепла (радиаторы охлаждения). Для защиты реле от кратковременных перенапряжений использовать варисторы, а для защиты от перегрузки по току быстродействующие предохранители.

Можно организовать управление группой реле от одного источника питания. В данном случае необходимо подобрать источник с мощностью достаточной для включения всей группы реле. При этом можно оставить возможность включения – выключения отдельного реле для управления требуемой зоной.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector