¿Se ha dado cuenta de que los contactores para el control de equipos industriales se dividen principalmente en dos categorías: contactores electromagnéticos mecánicos y contactores contactores de estado sólido (SSC)?
Contactores electromagnéticos están muy extendidos en el control industrial y pueden verse fácilmente en diversas cajas de distribución. La mayoría de la gente está bastante familiarizada con ellos, pero sabe poco sobre los contactores de estado sólido.
Por lo tanto, en esta entrada de blog, vamos a echar un vistazo en profundidad a los contactores de estado sólido. Aprenderá:
- Qué es un contactor de estado sólido
- Cómo funciona
- Sus principales ventajas
- Escenarios comunes de aplicación
- Principales tipos y pautas de selección
¿Qué son los contactores de estado sólido?
Los contactores de estado sólido, también conocidos como relés de estado sólido, permiten controlar la potencia de alta tensión y relativamente peligrosa mediante señales de baja tensión y seguras; se diferencian claramente de los contactores electromagnéticos convencionales.
Contactores electromagnéticos constan de bobinas, resortes y contactos mecánicos, y se basan en la fuerza electromagnética para cerrar y abrir los contactos físicos. Este principio de funcionamiento provoca inevitablemente la formación de arcos en los contactos, ruido de funcionamiento y desgaste mecánico, lo que se traduce en una vida útil relativamente limitada.
En cambio, los contactores de estado sólido no tienen piezas mecánicas móviles. Utilizan semiconductores, optoacopladores y tiristores para lograr la conmutación.
Los contactores de estado sólido se caracterizan por un funcionamiento sin arcos, silencioso y sin desgaste de los contactos, lo que los hace ideales para aplicaciones de alta frecuencia y frecuentes arranques y paradas.
¿Cómo funciona un contactor de estado sólido?
Todos sabemos que un interruptor físico cierra un circuito abierto para formar un bucle cerrado, permitiendo que la corriente fluya y suministre energía a una carga para tareas específicas como calefacción, iluminación o accionamiento de una bomba de agua. Como ya hemos dicho, los contactores de estado sólido no tienen contactos mecánicos, así que ¿cómo consiguen la misma función de conmutación que los interruptores físicos tradicionales?
El secreto reside en sus componentes semiconductores principales: tiristores y MOSFET.
El principio de funcionamiento de un contactor de estado sólido es sencillo. Cuando se introduce una señal de control de baja potencia, el optoacoplador interno proporciona primero el aislamiento eléctrico y, a continuación, dispara el tiristor o MOSFET se encienda. Esto permite que el circuito principal conduzca la corriente sin ningún movimiento mecánico.
Cuando se retira la señal de control, el componente semiconductor se apaga automáticamente, desconectando al instante el circuito principal.
Principales ventajas de los contactores de estado sólido
Los contactores de estado sólido presentan 4 ventajas principales: conmutación sin arco, funcionamiento silencioso, desgaste mecánico nulo y compatibilidad con ciclos de conmutación rápidos y de alta frecuencia.
A continuación explicaremos cada ventaja con más detalle:
- Conmutación sin arcos: Los interruptores mecánicos o los contactores electromagnéticos utilizan contactos físicos para formar un circuito cerrado. Entre los dos contactos hay aire. Cuando el circuito está cerrado, la alta tensión puede hacer que el aire se descomponga e ionice, formando una vía conductora y generando un arco eléctrico. Los contactores de estado sólido, por su parte, utilizan semiconductores para las operaciones de conmutación y no tienen aire interno, por lo que no se genera ningún arco eléctrico cuando se cierra el circuito.
- Funcionamiento silencioso: Si ha utilizado antes contactores electromecánicos o relés de uso general, sabrá que se oye mucho ruido al conectar una carga. Este ruido se debe al contacto físico. En cambio, los contactores de estado sólido no tienen contacto físico, por lo que pueden funcionar silenciosamente al conectar o desconectar un circuito.
- Desgaste mecánico cero: Los arcos eléctricos y el contacto físico prolongado pueden causar desgaste, pero como ya se ha mencionado, los contactores de estado sólido no tienen arcos eléctricos ni contacto físico, por lo que no producen desgaste mecánico.
- Conmutación rápida y de alta frecuencia: Si has leído nuestra entrada en el blog: Transistor vs. Salida de relé, sabrá que los interruptores semiconductores son mucho más rápidos que los mecánicos, de ahí las características de conmutación rápida de alta frecuencia de los contactores de estado sólido.
Contactor de estado sólido frente a contactor mecánico
Cuando se comparan los contactores de estado sólido con los mecánicos, existen claras diferencias entre ambos.
Los contactores de estado sólido funcionan sin chispas y de forma silenciosa, pero generan relativamente más calor durante su funcionamiento.
En cambio, los contactores mecánicos producen arcos eléctricos y ruido de funcionamiento al conmutar. Sin embargo, pueden soportar mayores cargas de corriente. Y, a diferencia de los contactores de estado sólido, no se sobrecalientan fácilmente ni siquiera en funcionamiento continuo a largo plazo.
Hemos escrito una comparación detallada entre estos dos productos, puede obtener más información a través de: SSR vs Relé: ¿Cuál es mejor?
Principales aplicaciones de los contactores de estado sólido
Los contactores de estado sólido pueden utilizarse en varios tipos de aplicaciones, pero hay 4 aplicaciones típicas principales:
- Campo de control de la temperatura: Para mantener una temperatura constante, suele utilizarse un regulador de temperatura PID. La frecuencia de conmutación es muy alta, por lo que un tiempo de respuesta rápido y un funcionamiento silencioso son muy importantes. Por lo tanto, se recomienda utilizar un contactor de estado sólido (SSC/SSR).
- Control de la iluminación escénica: Nadie quiere oír ruido en un concierto, por lo que el funcionamiento silencioso de la iluminación del escenario es crucial. Los contactores de estado sólido son una buena elección porque no hacen ruido al encenderse y apagarse.
- Yacimiento petroquímico: Las instalaciones petroquímicas suelen contener gases y polvos inflamables y explosivos. Los contactos mecánicos ordinarios pueden generar chispas al abrirse y cerrarse, lo que supone un riesgo para la seguridad. En cambio, los contactores de estado sólido carecen de contactos de extinción de arcos y son intrínsecamente más seguros.
- Escenarios de trabajo a prueba de explosiones y polvo: En campos como la minería y los talleres de producción de alcohol, deben evitarse los incendios o los pequeños arcos eléctricos. Los contactores de estado sólido son la opción ideal por sus ventajas de ausencia de arco eléctrico y respuesta rápida.
También puede consultar nuestra entrada en el blog para obtener más información: Aplicaciones de relés de estado sólido: Una guía completa.
Tipos comunes de contactores de estado sólido
Los contactores de estado sólido se dividen principalmente en tipos monofásicos y trifásicos. Contactores monofásicos de estado sólido están diseñados para controlar cargas monofásicas, mientras que contactores trifásicos son adecuados para cargas industriales trifásicas como motores, calentadores y líneas de producción automatizadas.
En función del método de control, los contactores de estado sólido también pueden dividirse en contactores de CA controlados por CC (es decir, nuestros contactores de CA controlados por CC). 40DA SSC), tipo CC controlada por CC (es decir, nuestra 40DD SSC), y de tipo CA controlado por CA (es decir, nuestro trifásico 60A SSC) para satisfacer diferentes requisitos industriales de conmutación de potencia.
Puede obtener más información sobre los tipos de contactores de estado sólido leyendo este artículo: Tipos de relés de estado sólido: Cómo elegir el SSR adecuado para su aplicación.
Cómo elegir el contactor de estado sólido adecuado (guía de compra)
A la hora de seleccionar un contactor de estado sólido, en primer lugar hay que tener en cuenta 6 puntos clave. Puede consultar nuestro artículo: Tutorial de relés de estado sólido: 6 consejos esenciales de instalación para un rendimiento óptimo.
A continuación, le guiaremos paso a paso en la selección del contactor de estado sólido adecuado, en 7 pasos:
- Determine si su carga es monofásica o trifásica: Si su carga es bifilar y funciona a 110 VCA o 220 VCA, significa que su carga es monofásica, por lo que necesita utilizar un contactor monofásico para hacer funcionar su carga; si su carga es trifilar y funciona a 220 VCA o 380 VCA, necesita un contactor trifásico de estado sólido.
- Determinar si la carga es CC o CA: El siguiente paso es comprobar si su carga es de tipo CC o CA. Las cargas de CC sólo pueden funcionar con contactores de estado sólido de CC (consulte los terminales de carga del contactor de estado sólido y no confunda los terminales de control con los terminales de carga), y las cargas de CA sólo pueden funcionar con relés de estado sólido de CA. El uso incorrecto de un contactor de estado sólido puede dañar permanentemente su contactor de estado sólido.
- Confirmar la señal de control: La señal de control de un contactor de estado sólido es la misma que la de la bobina de un contactor electromecánico normal. La tensión de control puede ser CC o CA. Confirme qué tensión de control puede utilizarse en su aplicación.
- Determinar la potencia del contactor de estado sólido: Si la carga es resistiva (como una resistencia), la corriente de carga debe ser el doble de la corriente de carga; si la carga es un motor, la corriente del contactor de estado sólido debe ser de 5 a 7 veces la corriente nominal del motor.
- Seleccione un fusible de acción rápida adecuado: El fusible de acción rápida debe conectarse a la sección de entrada del SSC, y la corriente nominal del fusible de acción rápida debe ser 1,5 veces la corriente del contactor de estado sólido. Para más información sobre la selección de fusibles de acción rápida, consulte esta entrada del blog: ¿Cómo seleccionar los fusibles de acción rápida adecuados para sus relés de estado sólido?
- Elegir el disipador adecuado: Dado que los SSR son semiconductores, generan mucho calor cuando funcionan bajo carga, por lo que es importante una buena disipación del calor. Puedes elegir el disipador adecuado consultando nuestra categoría de disipadores para SSR: Disipadores SSR.
- Notas de instalación: A diferencia de los contactores electromecánicos de CA ordinarios, los contactores de estado sólido pueden dividirse en tipos montados en panel y montados en carril DIN. Seleccione el contactor de estado sólido adecuado y utilice el método de instalación correcto.
Conclusión
En conclusión, los contactores de estado sólido superan a los contactores electromecánicos convencionales en muchos aspectos clave, como el funcionamiento sin chispas, el rendimiento silencioso y la rapidez de respuesta.
Sin embargo, tienen ciertas limitaciones en cuanto a capacidad de carga y disipación de calor en comparación con los contactores electromagnéticos tradicionales.
Si tiene más preguntas o desea comprar contactores de estado sólido de alta calidad en China, puede enviar su consulta a shonxu@lorentzzi.com o rellenando el formulario de nuestro página de contacto!
