¿Qué es un relé de estado sólido y por qué es necesario?
Área de aplicación
Estos dispositivos se utilizan en automatización industrial, telemetría, minería y mecanismos metalúrgicos, la industria química, equipos médicos, electrónica militar y otros campos.
Del nombre "estado sólido" se entiende la ausencia de partes móviles. En lugar de un grupo de contacto, son reemplazados por un interruptor de alimentación electrónico. Debido a esto, este tipo de aparato no crea un arco durante la conmutación. Esta propiedad es muy útil cuando se usa en la industria química, en lugares de contaminación severa con gases, así como en aquellos lugares donde el contenido de polvo abrasivo es alto. Además, el tiempo de reacción a la señal entrante debe ser instantáneo, milésimas de milisegundo, ausencia de histéresis, un amplio rango de temperatura, conmutación silenciosa.
Características del dispositivo
La ausencia de transitorios en forma de arco y chispas aumenta el tiempo de funcionamiento varias veces. Si un contacto normal, en el mejor de los casos, está diseñado para 500 mil operaciones de conmutación, entonces el elemento electrónico de potencia no tiene dichos datos. Incluso a un costo más alto, los relés electrónicos también son más rentables de usar desde el punto de vista de la economía, porque para encenderlos y apagarlos, debe gastar menos energía en comparación con un relé electromagnético tradicional, y la potente carga es controlada directamente por microcircuitos.
La nomenclatura de los tipos de productos es bastante grande: desde tamaños en miniatura hasta dispositivos que controlan los motores de los actuadores. También hay una diferencia en el tipo de voltaje de conmutación, para directa y alterna. Esto debe tenerse en cuenta al elegir un relé de estado sólido.
Cada dispositivo tiene sus propias debilidades, y los relés de estado sólido no son una excepción. El talón de Aquiles de las llaves electrónicas es la sensibilidad a la corriente de carga, cuyo exceso de componentes electrónicos es difícil de sobrevivir, y cuando se exceden varias veces, fallan por completo. Por lo tanto, al seleccionar o reemplazar el dispositivo, debe abordar responsablemente la protección de la llave con dispositivos de protección. Debe seleccionar las teclas dos o tres veces más actual, de la carga conmutada. Además, es importante equipar el circuito de alimentación con fusibles o máquinas rápidas especiales de clase B.
Diseño
Un dispositivo de relé de estado sólido es una placa de circuito electrónico que consta de un interruptor de alimentación, un elemento de aislamiento y una unidad de control. Como elementos de poder se pueden usar:
- para circuitos de CC: transistores, transistores de efecto de campo, transistores compuestos MOSFET o módulos IGBT.
- para controlar circuitos de voltaje alterno, se instalan interruptores triac o conjuntos de tiristores.
Los optoacopladores se instalan como un elemento de desacoplamiento: este dispositivo consta de un elemento emisor de luz y un receptor de foto, separados por un dieléctrico transparente. La unidad de control es un circuito de estabilización de voltaje y corriente para un elemento emisor de luz en un optoacoplador.
Como se puede ver en el circuito, las entradas de control están numeradas 3 y 4, y la salida son los terminales 1 y 2. En este circuito, la señal de entrada puede ser de 70 voltios a 280 voltios alternos, y el voltaje en la carga puede alcanzar 480 voltios. No importa en qué contacto se encuentre el consumidor antes o después del relé.
El símbolo del relé de estado sólido en el diagrama puede verse así (para ampliar, haga clic en la imagen):
En cuanto al esquema de conexión, en él el dispositivo se instala después de la carga, conectándolo a tierra. Con esta conexión, en caso de cortocircuito a tierra, el relé se excluye de la cadena de flujo de corriente.
Finalmente, recomendamos ver un video que demuestre claramente cómo funciona un relé de estado sólido y en qué consiste:
Así que examinamos el propósito, el alcance y el diseño del relé de estado sólido. ¡Esperamos que la información proporcionada sea útil y comprensible!
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