Твердотельные реле и силовые регуляторы на тиристорах широко используются в системах отопления системы контроля температуры благодаря таким преимуществам, как отсутствие подвижных контактов, длительный срок службы и высокая скорость срабатывания.
Но знаете ли вы, в чём заключаются основные различия между этими двумя продуктами?
В этом посте мы приведём подробный сравнительный анализ, который поможет вам глубже понять эти понятия.
Что такое регулятор мощности SCR?
Регуляторы мощности SCR — это твердотельные устройства управления мощностью, широко применяемые в системах регулирования температуры. Они обеспечивают линейное регулирование выходной мощности нагревательной нагрузки за счет регулирования выходного переменного напряжения, что позволяет добиться точного и стабильного регулирования температуры.
Например, если входное напряжение на тиристорном регуляторе мощности составляет однофазное 110 В переменного тока или 220 В переменного тока, а управляющий сигнал тиристорного регулятора мощности обычно составляет 4–20 мА, 0–5 В постоянного тока, 0–10 В постоянного тока или сигнал от потенциометра, то при увеличении управляющего сигнала с 0% до 100% его выходное напряжение также соответственно увеличится с 0% до 100%.
Более подробную информацию о регуляторах мощности SCR вы можете найти в нашей статье в блоге: Регулятор мощности SCR: Что это такое и как он работает.
Что такое твердотельное реле?
В отличие от регуляторов мощности на тиристорах (SCR), полупроводниковые реле представляют собой коммутационные устройства, имеющие только два состояния: либо полностью включенное (100%), либо полностью выключенное (0%). У них отсутствуют промежуточные состояния, такие как 10%, 30%, 50% и 80%, характеризующие входное напряжение.
Например, возьмем Твердотельное реле SSR-40DA в качестве примера для объяснения принципа его работы. При подаче управляющего сигнала напряжением 3–32 В постоянного тока включается его секция нагрузки на 24–480 В переменного тока; после снятия управляющего сигнала нагрузка немедленно отключается.
Основные отличия между регулятором мощности SCR и твердотельным реле
Регуляторы мощности на основе SCR и твердотельные реле имеют 12 отличий, включая управляющий сигнал, принцип действия, функции, выходное напряжение и т. д. Для вашего удобства мы подготовили ниже таблицу с их сравнением:
| Сравниваемый элемент | Регулятор мощности SCR | Твердотельное реле |
|---|---|---|
|
Управляющий сигнал |
Аналоговые сигналы, такие как 0–5 В постоянного тока, 0–10 В постоянного тока и 4–20 мА. |
Цифровой сигнал, например:
Транзисторное реле постоянного/переменного тока: 3–32 В постоянного тока
Транзисторное реле переменного/переменного тока: 24–280 В переменного тока.
|
|
Принцип работы |
Регулировка фазового угла: плавная линейная регулировка выходной мощности в диапазоне от 0% до 100%. |
Возможность включения по пересечению нуля или в произвольном режиме: питание включается или выключается только полностью, без пропорциональной регулировки. |
|
Функция |
Режим с замкнутым контуром: постоянное напряжение, постоянный ток, постоянная мощность; режим с разомкнутым контуром — опционально. |
Режим с открытым контуром: простое управление по принципу «вкл./выкл.». |
|
Выходное напряжение |
Плавная регулировка выходного переменного напряжения (0~100% от входного напряжения). |
Фиксированное полное входное переменное напряжение: отсутствие выходного сигнала или выходной сигнал 100%, равный входному напряжению. |
|
Основное применение |
Более точное регулирование температуры нагрева (экструдеры для пластмасс, печи, промышленные печи, керамические нагревательные трубки). |
Простое управление включением и выключением нагрузки (небольшие нагреватели, освещение, электромагнитные клапаны, не требующие точного регулирования температуры). |
|
Точность регулирования температуры |
Очень высокий. |
Относительно низкая мощность по сравнению с регулятором мощности SCR и частые циклы включения-выключения приводят к заметным колебаниям температуры. |
|
Цена |
Высокий |
Низкий |
|
Максимальный ток |
Широкий спектр применения: доступны модели с током от 10 А до нескольких тысяч ампер, подходящие для крупного промышленного оборудования для регулирования температуры. |
Большинство из них рассчитаны на низкий или средний ток (≤200 А); модели для сверхвысоких токов встречаются редко. |
|
Общение |
Устройства стабилизации питания SCR, как правило, оснащены средствами связи, такими как порт RS485, что позволяет операторам удаленно контролировать их состояние. |
Твердотельные реле представляют собой пассивные исполнительные механизмы, которые при выпуске не оснащены средствами связи, поэтому операторы не могут удаленно отслеживать их рабочее состояние. |
|
«Всё в одном» или нет |
Да, большинство регуляторов мощности на основе тиристоров имеют интегрированную конструкцию, в которой объединены тиристор, схема управления, радиатор и вентилятор охлаждения. Некоторые поставщики даже встраивают в свои регуляторы мощности на основе тиристоров ПИД-регулятор температуры. |
Как правило, они относятся к разъемному типу. Для твердотельных реле с большим током необходимо устанавливать радиаторы и охлаждающие вентиляторы для обеспечения их охлаждения. Для регулирования температуры требуется внешнее устройство обработки сигнала или ПИД-регулятор. |
|
Вес |
Поскольку большинство силовых регуляторов SCR представляют собой интегрированные устройства, они, как правило, значительно тяжелее, чем твердотельные реле. |
Очень легкий и компактный. |
Каковы значения постоянного напряжения, постоянного тока и постоянной мощности регулятора мощности на основе тиристора?
Высококачественные регуляторы мощности SCR от Lorentzzi работают в различных режимах, включая режим постоянного напряжения, постоянного тока, постоянной мощности и режим без обратной связи. Что означают эти режимы? Ниже мы подробно их объясним.
Постоянное напряжение
Режим постоянного напряжения в основном используется для компенсации колебаний внешнего напряжения.
То есть, когда изменяется сопротивление электросети или нагрузки, если регулятор мощности на тиристорах работает в этом режиме, он может поддерживать постоянное напряжение с помощью механизма ПИД-регулирования с отрицательной обратной связью по напряжению, встроенного в сам регулятор мощности на тиристорах.
Постоянный ток
Режим работы с постоянным током в основном используется для поддержания выходного тока силового регулятора на основе тиристора (SCR) с целью решения таких проблем, как износ нагревателя (Примечание: по мере износа нагревателя его сопротивление увеличивается. Поэтому при неизменном выходном напряжении эффективность нагрева снижается, что приводит к температурному разгону, в результате чего сырьё приходится сбрасывать, ухудшается качество продукции и т. д.).
В режиме работы с постоянным током в качестве обратной связи используется ток. При увеличении сопротивления нагрузки напряжение автоматически повышается для поддержания постоянного тока (ток фиксирован, а напряжение изменяется в зависимости от нагрузки).
Постоянная мощность
Режим работы с постоянной мощностью используется для поддержания стабильного напряжения и тока, что позволяет решить такие проблемы, как колебания напряжения и износ нагревательного элемента.
При работе в этом режиме тиристорный регулятор мощности может одновременно считывать данные о напряжении и токе для расчета мощности, а также динамически регулировать их произведение, поддерживая его на постоянном уровне (мощность остается фиксированной, тогда как напряжение и ток динамически изменяются в зависимости от нагрузки и сети).
Как выбрать между регулятором мощности на основе SCR и твердотельным реле?
С точки зрения бюджета регуляторы мощности SCR всегда стоят дороже твердотельных реле при одинаковой выходной мощности, поскольку обладают более широким набором функций, таких как возможности связи, плавный пуск а также плавная остановка и управление в режиме замкнутого контура: регулирование постоянного напряжения, постоянного тока и постоянной мощности.
Если рассматривать вопрос с другой точки зрения — например, с точки зрения удаленного мониторинга и точности регулирования температуры, — то силовые регуляторы SCR являются более предпочтительным выбором: несмотря на то, что они стоят дороже, они способны выполнять больше задач, чем твердотельные реле.
Проще говоря, если вам требуется более точное регулирование температуры и вы уделяете первостепенное внимание качеству продукции, производимой вашей системой терморегулирования, выберите регулятор мощности на тиристорах (SCR); если же у вас ограниченный бюджет и вам достаточно простого импульсного управления, идеальным выбором станет твердотельное реле.
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что как силовые регуляторы на основе SCR, так и твердотельные реле могут широко применяться в системах регулирования температуры, однако если вам требуется более точное регулирование температуры и расширенный набор функций, мы рекомендуем выбрать силовой регулятор на основе SCR.
Lorentzzi Electric предлагает высококачественные регуляторы мощности на тиристорах с диапазоном тока от 10 до 1000 ампер, а также экономичные твердотельные реле с диапазоном тока от 10 до 200 ампер или полупроводниковые регуляторы напряжения для вашего разнообразного оборудования по управлению системой отопления. Если вы заинтересованы в покупке или нуждаетесь в комплексном решении от нашей компании, пожалуйста, напишите нам по электронной почте shonxu@lorentzzi.com для деталей.
