Relè a stato solido
Il ruolo di interruttori affidabili nei moderni sistemi di automazione è molto importante. In termini di campi tecnologici moderni, come i sistemi di comunicazione, l'elettronica di consumo e automobilistica o l'automazione industriale, ovunque c'è una transizione graduale ma chiara dagli schemi di commutazione familiari a quelli convenzionali. relè elettromagnetici e lo spostamento degli avviatori a contatto verso strumenti di commutazione più affidabili come i relè a stato solido.
I semiconduttori sostituiscono giustamente i dispositivi di commutazione e controllo meccanici anche in circuiti con potenti carichi di corrente, perché il processo di miglioramento dei semiconduttori ogni anno soddisfa caratteristiche sempre più elevate degli interruttori di potenza.
Il relè a semiconduttore contiene nel suo design potenti interruttori di potenza che sostituiscono con successo i contatti dei tradizionali relè elettromagnetici, avviatori e contattori. Questi avanzati relè a stato solido possono commutare carichi fino a 250 amp pur essendo più affidabili.
L'isolamento galvanico dei circuiti di controllo ed esecuzione non richiede ulteriori misure di isolamento per tale relè. I relè a stato solido fungono da interfaccia in cui i circuiti di controllo a bassa tensione e i circuiti di alimentazione ad alta tensione sono isolati l'uno dall'altro. La struttura dei relè a stato solido di diversi produttori è relativamente simile e tutti i relè di questo tipo presentano differenze molto piccole.
Il circuito di ingresso di un tale relè a stato solido può essere costituito da un resistore in serie con un optoaccoppiatore, oppure può essere più complesso. La funzione del circuito di ingresso è quella di ricevere un segnale di controllo per la successiva commutazione.
Più in basso nel circuito c'è l'isolamento ottico, che fornisce l'isolamento tra i circuiti di ingresso, intermedio e di uscita del relè a stato solido. Il segnale di ingresso viene elaborato da un circuito di trigger che controlla la commutazione dell'uscita del relè a stato solido.
Il circuito di commutazione fornisce tensione al carico. Di solito questa parte è costituita da un transistor, un tiristore o un triac.
Per un funzionamento affidabile dei relè a stato solido in varie condizioni, compresi i carichi induttivi, è necessario un circuito di protezione. Tuttavia, nonostante la presenza di un circuito di protezione in tutti i relè a stato solido, ci sono ancora varie modifiche e alcuni di questi relè non consentono carichi induttivi, mentre altri sono appositamente adattati per loro.
I semiconduttori di potenza hanno una certa resistenza interna, quindi quando il carico viene commutato, il relè a stato solido si riscalda. Se riscaldato oltre i 60 gradi Celsius, il valore consentito della corrente commutata diminuisce, pertanto, in condizioni operative severe, un tale relè richiede un'ulteriore dissipazione del calore.Per questo viene utilizzato un radiatore o anche un raffreddamento ad aria.
Per i carichi induttivi, si consiglia di fornire una riserva di corrente consentita 2-4 volte e, se si tratta del controllo di un motore asincrono, la riserva di corrente dovrebbe essere dieci volte.
La tensione di corrente durante il controllo di un carico potente di natura attiva viene eliminata utilizzando un relè di commutazione a corrente zero, tali relè sono dotati di un'unità di controllo del circuito di attivazione aggiuntiva che impedisce l'avvio da sovraccarico. Ma quando si comanda un carico di natura capacitiva o induttiva, deve essere previsto un notevole margine di corrente.
Di norma, un relè CC con una corrente costante ha già una riserva per un aumento di tre volte a breve termine (non più di 10 millisecondi) della corrente nominale in caso di sovraccarico all'avvio e relè a tiristori - dieci volte.
Per la resistenza al rumore impulsivo, un circuito RC è installato in un solido relè in parallelo con il circuito di uscita, ma per una protezione più affidabile è necessario collegare varistori esterni in parallelo con ciascuna delle fasi di tale relè.
La documentazione tecnica fornita dal produttore, di norma, contiene tutti i dati completi sulle caratteristiche di un particolare relè solido e le sue modalità di funzionamento consentite e le aree di applicazione in generale.