Замечали ли вы, что контакторы для управления промышленным оборудованием в основном делятся на две категории: механические электромагнитные контакторы и полупроводниковые контакторы (SSC)?
Электромагнитные контакторы широко распространены в промышленном управлении, и их можно легко увидеть в различных распределительных коробках. Большинство людей хорошо знакомы с ними, но мало знают о твердотельных контакторах.
Поэтому в этой статье блога мы подробно рассмотрим твердотельные контакторы. Вы узнаете:
- Что такое полупроводниковый контактор
- Как это работает
- Его основные преимущества
- Общие сценарии применения
- Основные типы и рекомендации по выбору
Что такое полупроводниковые контакторы?
Полупроводниковые контакторы, также известные как полупроводниковые реле, Они позволяют управлять высоковольтным и относительно опасным питанием с помощью низковольтных и безопасных сигналов; они заметно отличаются от обычных электромагнитных контакторов.
Электромагнитные контакторы Состоят из катушек, пружин и механических контактов, в которых замыкание и размыкание физических контактов происходит за счет электромагнитной силы. Такой принцип работы неизбежно приводит к возникновению дуги в контактах, шуму при работе и механическому износу, что обуславливает относительно ограниченный срок службы.
В отличие от них, полупроводниковые контакторы не имеют движущихся механических частей. Для переключения в них используются полупроводники, оптопары и тиристоры.
Твердотельные контакторы работают без дуги, бесшумно и без износа контактов, что делает их идеальным решением для высокочастотных и часто повторяющихся систем "старт-стоп".
Как работает полупроводниковый контактор?
Все мы знаем, что физический выключатель замыкает разомкнутую цепь, образуя замкнутый контур, позволяющий протекать току и подавать питание на нагрузку для выполнения определенных задач, таких как отопление, освещение или управление водяным насосом. Как уже упоминалось ранее, твердотельные контакторы не имеют механических контактов - так как же они выполняют ту же функцию переключения, что и традиционные физические выключатели?
Секрет кроется в их основных полупроводниковых компонентах: тиристорах и МОП-транзисторах.
Принцип работы полупроводникового контактора прост. При подаче маломощного управляющего сигнала внутренняя оптопара сначала обеспечивает электрическую изоляцию, а затем запускает тиристор или MOSFET включается. Это позволяет основной цепи проводить ток без какого-либо механического движения.
При снятии управляющего сигнала полупроводниковый компонент автоматически отключается, мгновенно размыкая главную цепь.
Основные преимущества твердотельных контакторов
Твердотельные контакторы обладают 4 основными преимуществами: бездуговое переключение, бесшумная работа, отсутствие механического износа, поддержка высокочастотных и быстрых циклов переключения.
В следующей части мы расскажем о каждом преимуществе более подробно:
- Переключение без дуги: Механические переключатели или электромагнитные контакторы используют физические контакты для формирования замкнутой цепи. Между двумя контактами находится воздух. Когда цепь замкнута, высокое напряжение может заставить воздух разрушиться и ионизироваться, образуя проводящий путь и генерируя электрическая дуга. Твердотельные контакторы, напротив, используют полупроводники для переключения и не имеют внутреннего воздуха, поэтому при замыкании цепи не возникает электрической дуги.
- Бесшумная работа: Если вы раньше пользовались электромеханическими контакторами или реле общего назначения, то знаете, что при подключении нагрузки слышен сильный шум. Этот шум вызван физическим контактом. Твердотельные контакторы, с другой стороны, не имеют физического контакта, поэтому они могут работать бесшумно при подключении или отключении цепи.
- Нулевой механический износ: Электрическая дуга и длительный физический контакт могут вызвать износ, но, как уже говорилось, в твердотельных контакторах нет электрической дуги и физического контакта, поэтому они не вызывают механического износа.
- Высокочастотное и быстрое переключение: Если вы читали нашу статью в блоге: Транзистор против релейного выхода, Вы знаете, что полупроводниковые переключатели работают гораздо быстрее механических, что обуславливает высокочастотные характеристики быстрого переключения полупроводниковых контакторов.
Твердотельный контактор в сравнении с механическим контактором
При сравнении твердотельных и механических контакторов между ними есть явные различия.
Полупроводниковые контакторы работают без искры и бесшумно, но при работе выделяют относительно больше тепла.
В отличие от них, механические контакторы при переключении создают электрическую дугу и шум при работе. Однако они способны выдерживать более высокие токовые нагрузки. И, в отличие от твердотельных контакторов, они не перегреваются даже при длительной непрерывной работе.
Мы написали подробное сравнение этих двух продуктов, вы можете ознакомиться с ним подробнее: SSR и реле: Что лучше?
Основные области применения твердотельных контакторов
Твердотельные контакторы могут применяться в различных областях, но существует 4 основных типа их применения:
- Поле контроля температуры: Для поддержания постоянной температуры обычно используется ПИД-регулятор температуры. Частота переключения очень высока, поэтому очень важны быстрое время отклика и бесшумная работа. Поэтому рекомендуется использовать твердотельный контактор (SSC/SSR).
- Управление сценическим освещением: Никто не хочет слышать шум на концерте, поэтому бесшумная работа сценического освещения имеет решающее значение. Твердотельные контакторы - хороший выбор, поскольку они не создают шума при включении и выключении.
- Нефтехимическое месторождение: Нефтехимические объекты обычно содержат легковоспламеняющиеся и взрывоопасные газы и пыль. Обычные механические контакты могут генерировать искры при размыкании и замыкании, что представляет угрозу безопасности. Твердотельные контакторы, с другой стороны, не имеют дугогасящих контактов и по своей сути более безопасны.
- Взрывобезопасные и пылезащищенные рабочие сценарии: В таких областях, как горнодобывающая промышленность и цеха по производству алкоголя, необходимо избегать пожаров или небольших электрических дуг. Твердотельные контакторы - идеальный выбор благодаря таким преимуществам, как отсутствие электрической дуги и быстрое срабатывание.
Кроме того, вы можете ознакомиться с дополнительной информацией в нашем блоге: Применение твердотельных реле: Исчерпывающее руководство.
Распространенные типы полупроводниковых контакторов
Полупроводниковые контакторы в основном делятся на однофазные и трехфазные. Однофазные полупроводниковые контакторы предназначены для управления однофазными нагрузками, в то время как трехфазные контакторы подходят для трехфазных промышленных нагрузок, таких как двигатели, нагреватели и автоматизированные производственные линии.
По способу управления твердотельные контакторы также можно разделить на управляемые постоянным током и переменным током (т.е. наши 40DA SSC), управляемые постоянным током (т.е. наши 40DD SSC), и переменного тока, управляемого переменным током (т.е. наш трехфазный 60A SSC) для удовлетворения различных промышленных требований к переключению питания.
Вы можете узнать больше о типах твердотельных контакторов, прочитав эту статью: Типы твердотельных реле: Как выбрать подходящее SSR для вашей задачи.
Как правильно выбрать твердотельный контактор (руководство по покупке)
При выборе твердотельного контактора необходимо учитывать 6 ключевых моментов. Вы можете обратиться к нашей статье: Самоучитель по твердотельным реле: 6 основных советов по установке для оптимальной работы.
Далее мы пошагово расскажем вам о том, как выбрать подходящий твердотельный контактор за 7 шагов:
- Определите, является ли ваша нагрузка однофазной или трехфазной: Если ваша нагрузка двухпроводная и работает от 110 или 220 В переменного тока, это означает, что нагрузка однофазная, поэтому для управления нагрузкой необходимо использовать однофазный контактор; если нагрузка трехпроводная и работает от 220 или 380 В переменного тока, вам нужен трехфазный полупроводниковый контактор.
- Определите, является ли нагрузка постоянным или переменным током: Следующим шагом будет проверка типа нагрузки - постоянного или переменного тока. Нагрузки постоянного тока могут управляться только твердотельными контакторами постоянного тока (пожалуйста, обратитесь к клеммам нагрузки твердотельного контактора и не путайте клеммы управления с клеммами нагрузки), а нагрузки переменного тока могут управляться только твердотельными реле переменного тока. Неправильное использование полупроводникового контактора может привести к его необратимому повреждению.
- Подтвердите управляющий сигнал: Управляющий сигнал твердотельного контактора такой же, как и у обычной катушки электромеханического контактора. Управляющее напряжение может быть постоянным или переменным. Пожалуйста, уточните, какое управляющее напряжение может быть использовано в вашем случае.
- Определите номинал полупроводникового контактора: Если нагрузка резистивная (например, нагревательный элемент), ток нагрузки должен быть в два раза больше тока нагрузки; если нагрузка - двигатель, ток полупроводникового контактора должен быть в 5-7 раз больше номинального тока двигателя.
- Выберите подходящий быстродействующий предохранитель: Быстродействующий предохранитель должен быть подключен к входной части SSC, а номинальный ток быстродействующего предохранителя должен быть в 1,5 раза больше тока твердотельного контактора. Рекомендации по выбору быстродействующих предохранителей вы можете найти в этом блоге: Как выбрать подходящие быстродействующие предохранители для твердотельных реле?
- Выбор правильного радиатора: Поскольку SSC являются полупроводниками, они выделяют много тепла при работе под нагрузкой, поэтому хороший теплоотвод очень важен. Вы можете выбрать подходящий радиатор, просмотрев нашу категорию радиаторов для SSR: Радиаторы SSR.
- Примечания по установке: В отличие от обычных электромеханических контакторов переменного тока, полупроводниковые контакторы можно разделить на монтируемые на панель и монтируемые на DIN-рейку. Пожалуйста, выберите соответствующий полупроводниковый контактор и используйте правильный метод установки.
Заключение
В заключение следует отметить, что твердотельные контакторы превосходят традиционные электромеханические контакторы по многим ключевым параметрам, включая отсутствие искрения, бесшумную работу и быстрое время отклика.
Однако они имеют определенные ограничения по грузоподъемности и теплоотдаче по сравнению с традиционными электромагнитными контакторами.
Если у вас возникли дополнительные вопросы или вы хотите приобрести высококачественные твердотельные контакторы из Китая, вы можете отправить запрос по адресу shonxu@lorentzzi.com или заполнить форму на нашем сайте страница контактов!
