Как проверить твердотельное реле на работоспособность и целостность
Твердотельное реле (далее – ТТР) или в английском варианте – Solid State Relay (далее – SSR) – это новое поколение реле, которое выполняет аналогичную функцию, как и электромагнитное реле, но отличается технологией исполнения. Контактную группу в нём заменяет электронный ключ, собираемый из полупроводниковых элементов, которые непосредственно и выполняют коммутацию цепи. Выполняются ключи на транзисторах большой мощности (для коммутации цепей постоянного тока), либо тиристорах или симисторах (для коммутации цепей переменного тока). ТТР (SSR) широко применяетсяво всех сферах жизнедеятельности человека и практически незаменимо во всех автоматизированных технологических процессах.
Несмотря на то, что ТТР (SSR) практически не требует технического обслуживания, но, как и любое техническое устройство имеет ограниченный ресурс и требует диагностики для выявленияпричин неисправностей и дефектов.На рисунке 1 изображено ТТР (SSR) со схемой управления на постоянном токе для управления нагрузкой на переменном токе. Схема данного реле приведена на рисунке 2, а также в упрощенном виде отображена на корпусе реле.Необходимость проверки ТТР (SSR)на работоспособность и целостность возникает, как правило, при монтаже новой схемы (устройства), а также в случае отыскания каких-либо дефектов (неисправностей).
Рассмотрим два варианта проверки ТТР (SSR), которые можно реализовать с минимальными затратами. В качестве примера рассмотрим порядок проверки реле, изображенногона рисунке 1, на работоспособность и целостность. В начале воспользуемся самым удобным и безопасным способом проверки– сиспользованием мультиметра. Для проверки необходимо исключить реле из схемы основного устройства, а также подобрать блок питания с необходимой величинойвыходного напряжения, который понадобится для подачи управляющего сигнала. В нормальном режиме работы (управляющий сигнал отсутствует) контакты 1 и 2 реле разомкнутыи подключенный мультиметр в режиме измерения сопротивления между клеммами 1 и 2 покажет 1 (бесконечное сопротивление или разрыв), как показано на рисунке 3.
Далее можно приступать непосредственно к диагностике реле, для чего к выводам 3 и 4 подключаем блок питания с соблюдением полярности и включаем блок питания.В случае исправности реле подключенный мультиметр покажет незначительное переходное сопротивление (единицы Ом). При наличии вышеописанных признаков ТТР (SSR) можно считать исправным.
В случае отсутствия мультиметра можно собрать небольшую испытательную схему, например, такую, как представлена на рисунке 4.
Признаки исправности ТТР (SSR) для данного случая следующие:
— при отключенном выключателе 1 лампа 3 не светится;
— при подаче напряжения питания выключателем 1 лампа 3 начинает светиться, а их отсутствие указывает на неисправность проверяемого устройства.
Подводя итог рассмотренным способам проверки исправности и работоспособности твердотельного реле следует отметить, что приведенные решения имеют рекомендательный характер, а решение принимается исходя из возможности их реализации.
И конечно, всем следует помнить, что соблюдение требований электробезопасности носит первостепенное значение, а электромонтажные работы должны проводиться с соблюдением всех мер безопасности и только квалифицированным и подготовленным персоналом!
Подключение твердотельного реле
Твердотельные реле –это полупроводниковые устройства, которые позволяют управлять мощными нагрузками при помощи слабого сигнала, и могут применяться вместо привычных электромеханических реле, магнитных пускателей и электрических контакторов.
Что такое твердотельное реле
Твердотельные реле используют для коммутации силовых цепей исполнительных механизмов в цепях постоянного и переменного тока (однофазных и трехфазных) или в цепях, где требуется непрерывная регулировка напряжения нагрузки:
• в системах управления нагревательными элементами (ТЭНах);
• для непрерывной регулировки систем освещения;
• для управления маломощными двигателями, электромагнитами, соленоидными клапанами;
• для коммутации оборудования с частыми переключениями.
Конструктивно твердотельное реле (ТТР, SSR) представляет собой заключенную в цельнолитой корпус электронную плату с узлом для приема и обработки управляющего сигнала, оптическим модулем, обеспечивающим гальваническую развязку входной и выходной цепей, узлом для управления выходным ключом. При подаче напряжения на клеммы реле управляющий сигнал через оптопару достигает электронного силового ключа, который включает/отключает питание нагрузки.
На внешней части корпуса реле попарно расположены промаркированные винтовые клеммы:
1. Для подключения управляющего сигнала – 3 и 4.
2. Маркировка и количество клемм подключения нагрузки зависит от типа реле:
• однофазное → 1 и 2;
• трехфазное → А1, В1, С1 – для фаз питания, А2, В2, С2 – для нагрузки;
• реверсивное → R, S, T – для трех фаз питающего напряжения, U, V, W – для обмоток двигателя.
По сравнению с электромеханическими реле у твердотельных реле есть ряд преимуществ, обусловленных заменой подвижной электромеханической части (якоря и механически связанных с ним контактов) на полупроводниковые элементы:
1. Компактные размеры, позволяющие монтировать ТТР при недостатке места для монтажа.
2. Высокая скорость срабатывания и отключения.
3. Отсутствие электромагнитных помех при срабатывании.
4. Надежная изоляция между цепями управления и коммутации.
5. Возможность регулирования нагрузки.
6. Длительный срок службы без технического обслуживания за счет отсутствия подвижных частей.
7. Стойкость к вибрации и ударным нагрузкам.
8. Малое потребления электроэнергии.
9. Широкая область применения благодаря устойчивой работе при перепадах напряжения и тока.
Варианты подключения
Твердотельное реле, схема подключения которого зависит от типа подключаемой нагрузки, подбирается по нескольким параметрам:
1. Характеристикам управляющего сигнала (переменный или постоянный).
2. Току нагрузки (индуктивный, резистивный, емкостный).
3. По количеству фаз нагрузки (одна или три).
4. По способу управления выходным сигналом:
• с коммутацией через ноль используется для уменьшения влияния помех и импульсных бросков тока в схемах с резистивной (ТЭНы, лампы накаливания), индуктивной (клапаны, катушки соленоидов), емкостной (синхронные двигатели) нагрузками – реле включает питание нагрузки в том случае, когда величина напряжения на выходе равна нулю;
• фазовое, предусматривающее ручную регулировку параметров управляющего тока, используется для плавного изменения мощности нагрева ТЭНов или яркости осветительных приборов;
• мгновенное, при котором реле без задержек срабатывает при подаче управляющего сигнала.
Подключение твердотельного реле имеет разнообразные схемные решения с включением дополнительных элементов, таких, как управляющие транзисторы, предохранители, варисторы, контроллеры, переменные резисторы:
1. Для подключения однофазной нагрузки, например, оборудования с аккумуляторным питанием, предназначена схема нормально-разомкнутого «контакта», включающая питание нагрузки при подаче постоянного напряжения на вход ТТР.
2. Для подключения систем освещения, нагревательных приборов и другого оборудования с питающим напряжением 220 В используется два варианта включения ТТР (с управляющим транзистором на входе):
• схема с нормально-разомкнутым «контактом», в которой питание на нагрузку поступает при подаче напряжения на входные клеммы управляющей цепи;
• схема с нормально-замкнутым «контактом», в которой подача напряжения на входные клеммы управляющей цепи отключает питание нагрузки.
3. Для управления однофазной нагрузкой двумя кнопками «Пуск» и «Стоп» существует схема с самоблокировкой. Особенность данной схемы в том, что управляющее напряжение подбирают равным нагрузочному.
4. Для коммутации трехфазной нагрузки применяют трехфазную схему с вариантами подключения «звезда», «треугольник», «звезда с нейтралью» в зависимости от особенностей работы оборудования, подключенному в качестве нагрузки. Возможно использование одного трехфазного твердотельного реле для подключения трех однофазных нагрузок одновременно.
5. Для изменения направления вращения электродвигателя используют реверсивную схему включения трехфазного ТТР с двумя контурами управления.
Подключение твердотельного реле к ТЭНу
Для примера рассмотрим, как подключить твердотельное реле к ТЭНуэлектрокотла или бойлера.Для этого нам понадобится ТЭН с номинальным напряжением 220В, однофазное твердотельное реле постоянного тока с фазовым управлением, переменный резистор 470 ОМ, предохранитель, провода для подключения устройств:
1. На управляющий вход ТТР подключаем питание от любого источника постоянного тока 12–24 В (блок питания, аккумуляторная батарея) через переменный резистор (потенциометр) → плюс на клемму 3, минус на клемму 4.
2. Подключаем ТЭН к домашней сети 220 В через силовые клеммы твердотельного реле:
• «ноль» → к клемме 1;
• «фазу» → через предохранитель и ТЭН к клемме 2.
3. В цепь управления реле подает постоянное напряжение, достаточное для срабатывания электронного ключа (от 3 до 32 В), после чего через выходные силовые клеммы 1 и 2 замкнется цепь питания ТЭНа, который начнет нагреваться. Вращая ручку потенциометра, регулируем напряжение входного сигнала на клеммах 3 и 4 и отслеживаем степень нагрева ТЭН в зависимости от величины напряжения на входе твердотельного реле.
Проверка корректности подключения твердотельного реле
Проверить правильность сборки схемы с твердотельным реле, как и работоспособность одиночного реле, обычными методами тестирования, применяемыми для электромеханических реле, например, мультиметром,не получится: между входом и выходом ТТР отсутствует электрическая связь. Многие модели твердотельных реле оснащены светодиодным индикатором, который сигнализирует о наличии управляющего напряжения, однако корректную работу проверяемой схемы подача напряжения на вход твердотельного реле не гарантирует.
Для проверки собранной схемы на силовые клеммы твердотельного реле 1 и 2 подключают обычную лампу накаливания, подают на управляющие клеммы 3 и 4 напряжение и визуально по загоранию лампочки убеждаются в правильности подключения элементов схемы.
Для проверки исправности одиночного твердотельного реле собирают простую электрическую схему, состоящую из двух источников питания (подающего управляющее напряжение на вход реле и нагрузки), выключателя, лампочки.
Проверка твердотельного реле на работоспособность и целостность
Реле твердотельное (ТТР) или Solid State Relay (SSR) – это нынешний аналог электромагнитного реле, который сохранил свой главный функционал, но выделяется от предыдущего устройства гораздо совершенной методикой изготовления. Контактную группу, которая являлась рабочим инструментом в электромагнитном реле, замещает деталь электронный ключ, который собирается из полупроводников и соединяет цепи. Ключи эксплуатируются в транзисторах высоких мощностей (при важности коммутации тока постоянного типа) или в тиристорах и симисторах (для тока переменного). ТТР применяется в большом числе автоматизированных операций. 
ТТР почти не требует техобслуживания, но периодически важна проверка на повреждения и поломки. Это воздействует на функциональность и целостность элемента. Реле проверяют во время установки нового устройства и при подозрении на неисправности в эксплуатации. 
Как проверить ТТР на работоспособность?
1. Проверка с применением мультиметра. Удалите реле из схемы главного устройства, подберите блок питания, соответствующий значению напряжения на выходе. Это важно для доставки управляющего сигнала. Если управляющего сигнала нет, контакты 1 и 2 реле, разомкнутые и подсоединённые к мультиметру в режиме измерения сопротивления, покажут значение 1, что означает постоянное сопротивление или разрыв. К выводам 3 и 4 подключается блок питания с учетом полярности. Подсоединяется блок питания. При работоспособности реле, мультиметр отразит величину переходного сопротивления в Омах. Значение может быть небольшим. При проверке на основании пунктов в реле считается исправным. 2. Есть другой метод проверки работоспособности реле если нет мультиметра. Для проверки данным способом нужно собрать испытательную схему. Твердотельное реле исправно в следующих ситуациях:
- Лампа 3 не светится при отключенном выключателе
- Лампа 3 светится при включенном выключатели
В иных случаях реле неисправно. Специалисты магазина «Промышленная Автоматизация» в Ростове-на-Дону призывают соблюдать безопасность при проверке реле на функциональность. Выбрать подходящее оборудование и проконсультироваться со специалистами вы можете в разделе Твердотельные реле. Инженеры отдела продаж подберут устройство, которое целиком удовлетворит ваши требования.
Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.
Подключение твердотельного реле
Реле твердотельное – это полупроводниковое устройство, управляющее большими нагрузками с использованием слабых сигналов. Твердотельное реле применяется как аналог электромагнитных реле, магнитных пускателей и электроконтакторов. Основная область применения ТТР – коммутация силовых цепей исполнительных механизмов в работе с постоянным и переменных током, в однофазных и трехфазовых цепях и в других цепях, где необходима регулировка напряжения нагрузки без перерывов. Это могут быть:
- Системы управления нагревательных элементов (ТЭНах)
- Системы освещения
- Маломощные двигатели, соленоидные клапаны и электромагниты
- Устройства с частыми переключениями и их коммутация
На корпусе реле можно увидеть промаркированные винтовые клеммы
A1, B1, C1 – для фаз питания
A2, B2, C2 – для нагрузки
R, S, T – для трех фаз питающего напряжения
U, V, W – для обмоток двигателя
В отличие от электромеханического аналога, ТТР имеет ряд особенностей, обусловленных различиями в конструкции. Подвижная электромеханическая часть предшественника заменена на полупроводниковые элементы, что позволяет ТТР:
- Обладать более компактными характеристиками, что выгодно при недостатки рабочего пространства при монтаже
- Обладать высокой скоростью передачи питания, включения и выключения
- Работать без электромагнитных помех
- Изолировать цепь управления и коммутацию
- Регулировать нагрузки
- Увеличить срок службы без регулярного техобслуживания
- Обладать стойкостью к вибрациям и ударам
- Уменьшить потребление электроэнергии
- Находить применение в случаях перепадов напряжения и тока
Варианты подключения
Схема подключения ТТР зависит от типа требуемой нагрузки, и подбирается в зависимости от:
- Характеристик управляющего сигнала (постоянный или переменный)
- Типа тока нагрузки (индуктивный, резистивный6 емкостный)
- Количества раз (однофазный или трехфазный)
- Способа управления сигналом выхода
Подключение ТТР к ТЭНу
Чтобы подключить ТТР к электрокотлу или бойлеру применяется ТЭН 220 В, однофазное ТТР постоянного тока фазового управления, резистор переменный 470 ОМ, предохранитель и провода. 1. Вход управления реле записывается от любого источника постоянного тока 12-24 В. Это может быть блок питания или аккумулятор. Через переменный резистор на клемму 3 поступает ток + и на клемму 4 –. 2. ТЭН подключается к домашней сети 220 В с помощью силовых клемм ТТР 0 на клемму 1 Фаза на клемму 2 через предохранитель и ТЭН 3. Постоянное напряжение, нормальное для функционирования электронного ключа (в пределах от 3 до 32 В) подается из цепи управления реле и замыкает цепь ТЭН. Регулировать напряжение возможно с использованием ручки потенциометра. Теперь нагрева ТЭН будет зависеть от напряжения входного сигнала на клеммах 3 и 4.
Как проверить ТТР на правильность подключения
Корректное подключение ТТР проверить мультиметром нельзя, так как электрическая связь между входом и выходом отсутствует. Современные модели ТТР содержат диоды-индикаторы, которые указывают на наличие напряжения, но не на корректность схемы. Проверка схемы осуществляется при помощи подключения на силовые клеммы ТТР 1 и 2 бытовой лампы накаливания и подачи напряжения на управляющие клеммы 3 и 4. Этот способ позволяет наглядно убедиться в корректности подключения элементов схемы. Такой метода актуален для проверки собранной схемы. Для диагностики одиночного ТТР необходимо собрать простую электрическую схему из 2 источников питания, выключателя и лампочки.
Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.