Przekaźniki półprzewodnikowe
Co to przekaźnik półprzewodnikowy
Dzisiaj powiemy sobie o przekaźnikach półprzewodnikowych, są one jednymi z ważniejszych elementów maszyn a ich podstawowym zadaniem jest wysterowanie układu roboczego (wyjściowego) za pomocą sygnału z układu wejściowego (sterowniczego). Pozwalają na zmianę jednego sygnału na inny np. napięcia 12V DC na 230 VAC na wyjściu lub za pomocą małego prądu sterowania wysterować urządzenie które wymaga dużego prądu. Bardzo dużą zaletą jest to że zapewniają one separację galwaniczną dzięki czemu układ wejściowy jest odseparowany od układu wyjściowego i w przypadku przepięcia na wyjściu nie dostane się ono na wejście i np. nie uszkodzi sterownika PLC. Nie posiadają również elementów ruchomych dzięki czemu są ciche ale o zaletach za chwilę.
Zasada działania przekaźnika półprzewodnikowego
Przekaźnik półprzewodnikowy jest zbudowany z elementów jak nazwa wskazuje półprzewodnikowych miedzy innymi z fotodiod, fototranzystorów, fototyrystorów, fototriaków. Przekaźniki te posiadają dodatkowe elementy stabilizujące napięcie
Na powyższym obrazku widzisz uproszczoną budowę przekaźnika półprzewodnikowego, sygnał sterujący który jest po lewej stronie po zamknięciu styku uruchamia diodę led która zaczyna świecić. Światło wydobywające się z diody Led dociera do fotodetektora który zostaje wzbudzony przez sygnał świetlny i zaczyna przewodzić w następstwie czego w układzie po prawej stronie, czyli w układzie wyjściowym zostaje uruchomione obciążenie(element sterowany np. Grzałka, cewka elektrozaworu, silnik)
Zadania Przekaźników Półprzewodnikowych
Separacja galwaniczna – SSR ma za zadanie oddzielnie układu sterowniczego od roboczego dzięki czemu nasz element sterujący np. sterownik PLC nie zostanie uszkodzony w przypadku przepięcia który może wystąpić w układzie roboczym.
Wzmacniający – Zadaniem przekaźnika w tym przypadku jest wzmocnienie prądowe na przykładzie: mamy sterowanie za pomocą sterownika z wyjściem 230V AC i małą możliwością obciążenia prądowego oraz posiadamy układ roboczy również na 230 V AC ale o dużym poborze prądu np. duża grzałka lub elektrozawór, w tym przypadku idealnym będzie zastosowanie przekaźnika półprzewodnikowego który będzie działał w układzie jako wzmacniacz.
Przetwarzanie sygnału – czyli w tym przypadku układ sterowniczy ma inne napięcie niż układ roboczy i dzięki zastosowaniu SSR możemy sterować układem przy zastosowaniu różnych poziomów napięć
Zalety Przekaźników Półprzewodnikowych
Teraz powiemy sobie o zaletach przekaźników SSR:
1. Pierwszą z nich jest duża trwałość dzięki czemu mogą długo pracować w układzie bez awarii, pamiętać należy że są nieodporne na wszelkiego rodzaju przepięcia które mogą uszkodzić elektronikę.
2. Są bardzo szybkie dzięki czemu mogą być stosowane w układach które wymagają dużej częstotliwości przełączeń.
3.Są ciche dzięki temu że posiadają tylko elementy elektroniczne i nie posiadają elementów mechanicznych jak w przypadku przekaźników elektromechanicznych.
4. Nie wprowadzają zakłóceń do układu sterowania oraz nie ma tutaj efektu drgania styków.
5. Odporność na wstrząsy i drgania
6. Brak łuku na stykach
7. Odporność na środowisko agresywne
Wady Przekaźników Półprzewodnikowych
1. Wysoka cena – są droższe od przekaźników elektromechanicznych o podobnych parametrów napięć i prądów.
2. Nie są odporne na duże przepięcia
3. Tracą swoje właściwości ze wzrostem temperatury otoczenia
4. Wytwarzają dużo ciepła przez co wymagają dobrego chłodzenia
5. Posiadają prąd upływu w czasie spoczynku
Rodzaje Przekaźników Półprzewodnikowych pod względem załączenia
- Załączenie natychmiastowe – podstawowym rodzajem załączenia przekaźnika SSR jest uruchomienie natychmiastowe, co oznacza że po podaniu na wejście przekaźnika napięcia, on natychmiast uruchamia wyjście czyli układ roboczy. Wykorzystywane w przypadku kiedy nie chcemy mieć zwłoki czasowej i układ musi być uruchomiony natychmiast.
- Załączenie w zerze – ten rodzaj uruchomienia jest stosowany w przypadku kiedy chcemy aby układ wyjściowy był uruchomiony przy przejściu napięcia przez zero co ogranicza udarowe prądy rozruchowe.
- Załączenie analogowe – sterowanie za pomocą sygnału 0-10V lub 4-20 mA, wartość skuteczna napięcia na wyjściu jest proporcjonalna do sygnału wejściowego.
- Załączenie w maksimum napięcia – sterowanie wykorzystywane w przypadku układu roboczego mocno indukcyjnego (np. transformatory) z magnetyzmem szczątkowym rdzenia. Załączenie następuje tutaj w momencie osiągnięcia maksymalnego napięcia zasilania.