Бывают ли готовые гибридные электромагнитно-твердотельные реле, или это бред и никому не нужно?
Я сталкивался с двумя типами реле: электромагнитное и твердотельное.
У каждого типа есть свои плюсы и минусы:
У электромагнитного:
+ низкое сопротивление в замкнутом состоянии,
+ полный разрыв и большая степень изоляции в разомкнутом состоянии,
+ относительно низкая стоимость мощных реле, способных пропускать большие токи,
- искение контактов и недоговечность в связи с их прогаром,
- дребезг при замыкании\размыкании,
- низкая скорость срабатывания.
У твердотельных:
+ долговечность и большой ресурс, если не перегревать,
+ высокая скорость срабатывания без дребезга и в нужный момент,
- падение напряжения и пропорциональный нагрев при пропускании больших токов,
- высокая цена мощных твердотельных реле, которые бы долго выдерживали большие токи.
А почему не делают (или делают?) в одном коропусе гибридные реле?
При замыкании сперва (на десяток миллисекнуд раньше электромагнитного) срабатывает параллельное твердотельное реле. При замыкании электромагнитного напряжение на его контактах будет мизерное и соответствовать лишь падению напряжения на pn-переходе ключа твердотельного реле. Ни искр, ни дребезга. После замыкания электроагнитного контактора по нему начинает идти основной ток в виду низкого сопротивления, а твердотельное реле разгружается и не греется.
Пр иразмыкании всё происходит в обратном порядке: сперва размыкается электромагитное реле и ток подхватывает на десяток миллисекунд твердотельное. Когда контакты электромагнитного разъехались достаточно далеко, отключает линию и твердотельное реле.
При этом а счет своего быстродействия твердотельное может выключать нагрузку в момент перехода синусоиды через ноль (если речь о переменном токе в разрываемой цепи).
Наиболее актуально это, как мне кажется, при управлении мощной нагрузкой. Контакторы на три фазы встречаются сплошь и рядом. Приходилось через такой запитывать трехфазный мощный тен для сауны, и не сказать, что там большая индуктивность должна была бы быть, но контактор отчетливо сверкал искрами из всех щелей при срабатывании и издавал своеобразный запах горелых контактов.
Я где-то пропустил гибридные сборки для коммутации мощной нагруки?
Может быть это всё не нужно и сейчас полно относительно дешевых и мощных твердотельных реле?
Может быть есть какие-то технические проблемы такого гибридного решения?
Где я ошибаюсь? Или может быть я изобрёл велосипед, которым все сплошь и рядом пользуются, а мне не рассказывают?=)
Твердотельный мощный коммутатор - это либо тиристор, либо мощный полевик. Про недостаток тиристорной коммутации написали и вы, и отвечающие - это неизбежная потеря 0,7...1 вольт в цепи силового тока, и поэтому необходимость куда-то сбрасывать образующееся тепло. А вот про недостаток полевого ключа - необходимость в усложняющем схемотехнику дополнительном внешнем электропитании затворных цепей, поскольку запитываться от силовых цепей затруднительно - забыли и вы, и отвечающие.
Виктор, резонное уточнение. Хотя токи там для управления мизерные нужны. Для этих целей есть компактные БП миниатюрные и запитать от силовой линии внутри корпуса...
Виктор, посчитать бы, конечно... Хотя раз не выпускают, значит не оправдано, я так полагаю. Это ж не бог весть как трудно додуматься было, наверняка не я первый "изобрёл". У меня за плечами одна сауна на 8 киловатт, а у кого-то котёл дома электрический или ещё какие нагреватели...
Механика отживает свой срок (из ноутбука пришлось выкинуть винчестер и поставить SSD). Очень часто сталкиваюсь с залипаниями (вы про них забыли).
(ещё беспокоят клювики-переключатели, тоже ненадёжные контакты)
Так в том-то и смысл! Залипания от чего происходят? Контакты при замыкании или размыкании подгарают из-за дуги и прикипают. А если дуги нет, то и залипать не будет.
Гибрид обладает плюсами обеих решений, и избегает всех минусов:
Мощные твердотельные реле, способные держать долго большие токи дороже, чем контакторы на такие токи, но из-за искрения контакторы не долговечны и залипают.
Гибрид будет дешевле и долговечнее для той же мощности.
Не всех. Включить можно со скоростью твердотельного, но зато время выключения даже больше, чем просто у электромагнитного. Для некоторых применений это не критично, но всё-таки надо признать, что эта характеристика у гибрида хуже, чем у каждого из слагаемых.
hint000, согласен. Наверно это критично для каких-нибудь циркулярных пил с мгновенным аварийным остановом... Но для таких аварийных случаев я бы предусматривал дополнительный отдельный размыкатель какой-то. пусть у него будет не такой ресурс, но зато он будет гораздо надёжнее и без лишней логики в цепи управления.
Да и вообще, цепи безопасности - это важный нюанс. Как контактор может залипнуть, так и схема задержки может заглючить или выйти из строя так, что этот гибридный размыкатель не сработает как надо. Тут нужно как следует продумывать схемотехнику, чтобы любые возможные отказы приводили к отключению, а не к залипанию.
А в критичных случаях, касающихся безопасности, нужно предусматривать дополнительные размыкатели, например тепловые, посто с утсавками, которые будут предполагать срабатывание защиты гарантированное, но только в критических случаях.
Обычно же в цепях управления нагревателями, насосами, светом, вскими приводами лебёдок, где не предусмотрена резкая остановка... Там везде лишние десятки миллисекунд не критичны.
Вообще, если в цепи предусмотреть отдельное УЗО, то аварийное размыкание можно делать по принципу кнопкии "тест". А ещё есть специальные аварийные размыкающие кнопки, они могут физически рвать питание самозапитанного контура реле. Да, в них будет искра, но они не предназначены для частого использования.