Ao usar relés de estado sólido, bom dissipação de calor é fundamental, e o uso de fusíveis de ação rápida é igualmente importante.
Um fusível de ação rápida adequado pode proteger os relés de estado sólido monofásicos ou trifásicos contra danos causados por sobrecorrente ou curto-circuito no circuito controlado.
Nesta postagem do blog, você aprenderá:
- O que é um fusível de ação rápida?
- Por que seu relé de estado sólido precisa de um fusível de ação rápida?
- Diferentes tipos de fusíveis de ação rápida.
- Como escolher o fusível de ação rápida mais adequado para seu relé de estado sólido?
Agora vamos fazer isso acontecer!
O que é um fusível de ação rápida?
Um fusível de ação rápida é um dispositivo de proteção de circuito único que consiste principalmente em um elemento fusível, um invólucro isolante.
Entre esses componentes, o elemento fusível é normalmente feito de prata de alta pureza, liga de prata ou uma fina folha de cobre com um design de pescoço estreito. O invólucro isolante é construído principalmente de cerâmica de alta resistência, oferecendo resistência à alta tensão e desempenho confiável de supressão de arco.
Quando uma corrente de sobrecarga ou curto-circuito excede seu valor nominal, o elemento fusível derrete instantaneamente devido ao superaquecimento, desconectando rapidamente o circuito e protegendo os equipamentos elétricos industriais e semicondutores.
Ele apresenta um tempo de resposta ultrarrápido, com um tempo de fusão de apenas milissegundos.
Por que você precisa de um fusível de ação rápida para seu relé de estado sólido?
Os relés de estado sólido podem ser divididos em duas categorias principais: Relés de estado sólido CC (SSRs CC) e relés de estado sólido CA (SSRs CA). Ambos usam semicondutores (o SSR CA usa tiristores e o SSR CC usa Mosfet) como elementos de controle para conectar ou desconectar cargas.
Consultando suas folhas de dados ITSM ou IDM, você verá que a maioria dos tiristores é classificada para menos de 400A@20 ms (veja o valor ITSM para o triac BTA41 na imagem abaixo), enquanto os MOSFETs são classificados para aproximadamente 1000A. Se o circuito sofrer um curto-circuito, a corrente pode facilmente atingir milhares de amperes, o que pode facilmente queimar a unidade de controle.
Portanto, para evitar danos por sobrecorrente, a solução é usar um fusível de ação rápida, que pode cortar o circuito em menos de 10 milissegundos, muito mais rápido do que o tempo de fusível de 20 milissegundos da unidade de controle. Isso significa que o fusível de ação rápida já cortou a energia da unidade de controle antes que ela fosse danificada.
Diferentes tipos de fusíveis de ação rápida
Para selecionar o fusível de ação rápida mais adequado para um relé de estado sólido, é necessário entender suas classificações comuns.
De acordo com as características de ruptura, os fusíveis de ação rápida são divididos principalmente em três tipos: aR, gR e gG/gM.
A diferença é que o fusível aR foi projetado exclusivamente para a proteção contra curto-circuito de dispositivos semicondutores, enquanto o fusível gR oferece proteção contra sobrecarga e curto-circuito.
Quanto aos fusíveis de sopro rápido dos tipos gG e gM, sua velocidade de fusão é geralmente mais lenta do que a dos fusíveis de sopro rápido dos tipos aR e gR discutidos anteriormente. Normalmente, o tempo de fusão é de aproximadamente 0,1 a 5 segundos.
Como selecionar os fusíveis de ação rápida certos para seus relés de estado sólido?
Como mencionado acima, os relés de estado sólido só podem suportar correntes de surto de menos de 20 milissegundos. Se o circuito for interrompido dentro desse intervalo de tempo, o tiristor interno ou o MOSFET estará efetivamente protegido contra a queima.
Por outro lado, o tempo de fusão dos fusíveis de ação rápida tipo aR e tipo gR é inferior a 10 milissegundos, muito menor do que o limite de resistência de 20 milissegundos dos relés de estado sólido. Portanto, esses dois tipos de fusíveis podem fornecer proteção confiável para relés de estado sólido.
De outra perspectiva, como a da corrente, como escolher o fusível de ação rápida certo para um relé de estado sólido (SSR)? Na seção a seguir, ensinaremos como fazer isso passo a passo.
1. Verifique a corrente máxima de resistência do relé de estado sólido
Há três tipos de relés de estado sólido: relés monofásicos de estado sólido, relés trifásicos de estado sólidoe reguladores de tensão de estado sólido. O fornecedor geralmente especifica a corrente de saída máxima que ele pode suportar na seção de carga; preste muita atenção a isso.
2. Confirme se a tensão de carga é CA ou CC
Além disso, verifique se o relé de estado sólido é usado para controlar uma carga CC ou CA. Os relés de estado sólido CC requerem fusíveis de ação rápida CC para proteção, enquanto os relés de estado sólido CA requerem fusíveis de ação rápida CA.
3. Selecione o tipo correto de fusível
Como os relés de estado sólido são chaves semicondutoras, seu tempo de resposta é mais rápido do que o das chaves mecânicas comuns. Portanto, o tempo de fusão do fusível de ação rápida deve ser mais rápido do que o tempo de resposta e o tempo de falha. Portanto, você precisa usar os fusíveis de ação rápida dos tipos aR e gR mencionados anteriormente.
4. Escolha um fusível de ação rápida com uma corrente nominal adequada:
Se a carga for uma carga resistiva (como um elemento de aquecimento), a corrente nominal do fusível de ação rápida deve ser 1,5 vez a corrente nominal do relé de estado sólido; se a carga controlada for um motor, um fusível de ação rápida com corrente nominal de 2 a 2,5 vezes a corrente nominal do relé de estado sólido deve ser selecionado para suportar a grande corrente de surto quando o motor der partida.
Como conectar um fusível de ação rápida a um relé de estado sólido?
Depois de selecionar um fusível de ação rápida adequado seguindo as diretrizes acima, a próxima etapa é a fiação correta com o relé de estado sólido.
O fusível de ação rápida é usado principalmente para proteger os dispositivos internos de energia do SSR, como tiristores ou MOSFETs. Ele deve ser conectado em série com o relé de estado sólido e a carga. No caso de curto-circuito na carga ou falha de sobrecarga, o fusível de ação rápida pode cortar imediatamente a fonte de alimentação para proteger o SSR.
Nas figuras a seguir, mostraremos como conectar os fusíveis de ação rápida a diferentes tipos de relés de estado sólido:
Conclusão
Em resumo, os fusíveis de ação rápida são componentes auxiliares indispensáveis em aplicações de relés de estado sólido. Eles não apenas protegem a carga contra danos causados por curto-circuito, mas também protegem de forma confiável os dispositivos semicondutores internos do relé de estado sólido contra a queima em caso de falha.
Se quiser saber mais sobre relés de estado sólido ou obter nossas recomendações sobre os fusíveis de ação rápida mais adequados, envie suas perguntas para shonxu@lorentzzi.come Lorentzzi Electric‘fornecerão a você uma solução o mais rápido possível.
