Podczas używania przekaźniki półprzewodnikowe, dobry rozpraszanie ciepła ma kluczowe znaczenie, a stosowanie szybko działających bezpieczników jest równie ważne.
Odpowiedni szybko działający bezpiecznik może chronić jednofazowe lub trójfazowe przekaźniki półprzewodnikowe przed uszkodzeniami spowodowanymi przetężeniem lub zwarciem w kontrolowanym obwodzie.
W tym wpisie na blogu dowiesz się:
- Co to jest szybko działający bezpiecznik?
- Dlaczego przekaźnik półprzewodnikowy potrzebuje szybko działającego bezpiecznika?
- Różne rodzaje szybko działających bezpieczników.
- Jak wybrać najodpowiedniejszy szybko działający bezpiecznik do przekaźnika półprzewodnikowego?
A teraz do dzieła!
Co to jest szybko działający bezpiecznik?
Szybko działający bezpiecznik to jednorazowe urządzenie zabezpieczające obwód, składające się głównie z elementu topikowego, obudowy izolacyjnej.
Wśród tych komponentów element topikowy jest zwykle wykonany ze srebra o wysokiej czystości, stopu srebra lub cienkiej blachy miedzianej z wąską szyjką. Obudowa izolacyjna wykonana jest głównie z wytrzymałej ceramiki, oferującej wysoką odporność na napięcie i niezawodne tłumienie łuku elektrycznego.
Gdy prąd przeciążeniowy lub zwarciowy przekracza wartość znamionową, element topikowy topi się natychmiast z powodu przegrzania, szybko rozłączając obwód i chroniąc półprzewodnikowy i przemysłowy sprzęt elektryczny.
Charakteryzuje się ultraszybkim czasem reakcji, z czasem topnienia wynoszącym zaledwie milisekundy.
Dlaczego do przekaźnika półprzewodnikowego potrzebny jest szybko działający bezpiecznik?
Przekaźniki półprzewodnikowe można podzielić na dwie główne kategorie: Przekaźniki półprzewodnikowe DC (DC SSR) i przekaźniki półprzewodnikowe AC (AC SSR). Oba wykorzystują półprzewodniki (AC SSR wykorzystuje tyrystor, DC SSR wykorzystuje Mosfet) jako elementy sterujące do podłączania lub odłączania obciążeń.
Sprawdzając ich arkusze danych ITSM lub IDM, przekonasz się, że większość tyrystorów jest przystosowana do mniej niż 400A@20 ms (zobacz wartość ITSM dla triaka BTA41 na poniższym obrazku), podczas gdy tranzystory MOSFET są przystosowane do około 1000A. Jeśli obwód zostanie zwarty, prąd może łatwo osiągnąć tysiące amperów, co może łatwo spalić jednostkę sterującą.
Dlatego też, aby zapobiec uszkodzeniom spowodowanym nadmiernym prądem, rozwiązaniem jest użycie szybko działającego bezpiecznika, który może odciąć obwód w czasie krótszym niż 10 milisekund, znacznie szybciej niż 20-milisekundowy czas bezpiecznika jednostki sterującej. Oznacza to, że szybko działający bezpiecznik już odciął zasilanie jednostki sterującej, zanim uległa ona uszkodzeniu.
Różne rodzaje szybko działających bezpieczników
Aby wybrać najbardziej odpowiedni szybko działający bezpiecznik dla przekaźnika półprzewodnikowego, konieczne jest zrozumienie jego typowych klasyfikacji.
Zgodnie z charakterystyką wyłączania, szybko działające bezpieczniki dzielą się głównie na trzy typy: aR, gR i gG/gM.
Zarówno bezpieczniki typu aR, jak i gR charakteryzują się ultraszybką prędkością wyłączania, z czasem wyłączania krótszym niż 10 milisekund. Różnica polega na tym, że bezpiecznik aR jest przeznaczony wyłącznie do ochrony przed zwarciem urządzeń półprzewodnikowych, podczas gdy bezpiecznik gR zapewnia zarówno ochronę przed przeciążeniem, jak i zwarciem.
Jeśli chodzi o bezpieczniki szybkodziałające typu gG i gM, ich szybkość stapiania jest generalnie wolniejsza niż w przypadku omówionych wcześniej bezpieczników szybkodziałających typu aR i gR. Zazwyczaj czas stapiania wynosi około 0,1 do 5 sekund.
Jak wybrać odpowiednie bezpieczniki szybkodziałające do przekaźników półprzewodnikowych?
Jak wspomniano powyżej, przekaźniki półprzewodnikowe mogą wytrzymać jedynie prądy udarowe trwające mniej niż 20 milisekund. Jeśli obwód zostanie przerwany w tym czasie, wewnętrzny tyrystor lub tranzystor MOSFET jest skutecznie chroniony przed przepaleniem.
Z kolei czas topnienia bezpieczników szybkich typu aR i gR wynosi mniej niż 10 milisekund, czyli znacznie mniej niż 20-milisekundowy limit wytrzymałości przekaźników półprzewodnikowych. Dlatego też te dwa typy bezpieczników mogą zapewnić niezawodną ochronę przekaźników półprzewodnikowych.
Z innej perspektywy, takiej jak prąd, jak wybrać odpowiedni szybko działający bezpiecznik dla przekaźnika półprzewodnikowego (SSR)? W poniższej sekcji dowiesz się, jak to zrobić krok po kroku.
1. Sprawdź maksymalny prąd wytrzymywany przekaźnika półprzewodnikowego
Istnieją trzy rodzaje przekaźników półprzewodnikowych: Jednofazowe przekaźniki półprzewodnikowe, trójfazowe przekaźniki półprzewodnikowe, oraz Półprzewodnikowe regulatory napięcia. Dostawca zwykle określa maksymalny prąd wyjściowy, który może wytrzymać w sekcji obciążenia; należy zwrócić na to szczególną uwagę.
2. Sprawdź, czy napięcie obciążenia jest napięciem AC lub DC
Dodatkowo należy sprawdzić, czy przekaźnik półprzewodnikowy jest używany do sterowania obciążeniem DC czy AC. Przekaźniki półprzewodnikowe DC wymagają do ochrony szybko działających bezpieczników DC, podczas gdy przekaźniki półprzewodnikowe AC wymagają szybko działających bezpieczników AC.
3. Wybierz prawidłowy typ bezpiecznika
Ponieważ przekaźniki półprzewodnikowe są przełącznikami półprzewodnikowymi, ich czas reakcji jest krótszy niż w przypadku zwykłych przełączników mechanicznych. W związku z tym czas topnienia szybko działającego bezpiecznika powinien być krótszy niż jego czas reakcji i czas awarii. W związku z tym należy stosować wspomniane wcześniej szybko działające bezpieczniki typu aR i gR.
4. Należy wybrać szybko działający bezpiecznik o odpowiednim prądzie znamionowym:
Jeśli obciążenie jest obciążeniem rezystancyjnym (takim jak element grzejny), prąd znamionowy szybko działającego bezpiecznika powinien być 1,5 razy większy od prądu znamionowego przekaźnika półprzewodnikowego; jeśli sterowanym obciążeniem jest silnik, należy wybrać szybko działający bezpiecznik o prądzie znamionowym od 2 do 2,5 razy większym od prądu znamionowego przekaźnika półprzewodnikowego, aby wytrzymać duży prąd udarowy podczas uruchamiania silnika.
Jak podłączyć szybko działający bezpiecznik do przekaźnika półprzewodnikowego?
Po wybraniu odpowiedniego szybko działającego bezpiecznika zgodnie z powyższymi wytycznymi, następnym krokiem jest prawidłowe okablowanie przekaźnika półprzewodnikowego.
Szybko działający bezpiecznik służy głównie do ochrony wewnętrznych urządzeń zasilających przekaźnika półprzewodnikowego, takich jak tyrystory lub tranzystory MOSFET. Musi on być połączony szeregowo z przekaźnikiem półprzewodnikowym i obciążeniem. W przypadku zwarcia lub przeciążenia obciążenia, szybko działający bezpiecznik może natychmiast odciąć zasilanie w celu ochrony SSR.
Na poniższych ilustracjach pokażemy, jak podłączyć szybko działające bezpieczniki do różnych typów przekaźników półprzewodnikowych:
Wnioski
Podsumowując, szybko działające bezpieczniki są niezbędnymi elementami pomocniczymi w zastosowaniach przekaźników półprzewodnikowych. Nie tylko chronią obciążenie przed uszkodzeniami spowodowanymi zwarciem, ale także niezawodnie chronią wewnętrzne urządzenia półprzewodnikowe przekaźnika półprzewodnikowego przed przepaleniem w przypadku awarii.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat przekaźników półprzewodnikowych lub uzyskać nasze rekomendacje dotyczące najbardziej odpowiednich bezpieczników szybkodziałających, wyślij swoje pytania na adres shonxu@lorentzzi.com, oraz Lorentzzi Electric‘inżynierowie zapewnią rozwiązanie tak szybko, jak to możliwe.
