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...
потому что дорого :)
ставь два реле (твердотельное и электромагнитное) параллельно и используй.
задержки можно реализовать простыми схемами на транзисторах.
для переменного тока посоветую еще глянуть на связку мощного тиристора под управлением оптотиристора со схемой включения только при переходе тока через ноль MOC3083 и подобные.
Сталкивался вот с таким реле с алиэкспресса.
Держит приличный ток, а если речь будет идти о долях секунды, то там с запасом можно перегружать, потому что теплоотвод хороший и внутри всё плотно залито компаундом.
Думаю три таких реле и обычный контактор вполне мгли бы несколько киловатт нагрузку коммутировать без искр и износа.
потому что дорого :)
ставь два реле (твердотельное и электромагнитное) параллельно и используй.
задержки можно реализовать простыми схемами на транзисторах.
Дык по отдельности же части не так уж и дороги! Думаю первая замена контактора по причине подгоревших контактов окупит всё мероприятие.
Неужели самодельный колхоз будет сильно дешевле заводского серийного решения?!
Задержку я делал вот на такой вот фитюльке (таймер C005) тоже с алиэкспресса. Стоит сущие копейки! Можно регулировать подстроечником. .
В совокупности всё выглядит как что-то не шибко дороже своих компонентов в розницу, но с учетом долговечности это же чертовски выгодно было бы делать такое готовое решение на дин-рейку! Даже теплоотвода большого не надо, ведь твердотельное реле доли секунды ток держит!
Единственно, стоит всё же сделать защиту по перегреву, если управляющий сигнал начинает тактовать с высокой частотой и электромагнитное реле не будет успевать разгружать твердотелное, чтобы оно остывало. Но это тривиальная защита по термистору на радиаторе твердотельного. Она отрубит управляющий вход пока твердотельные не остынут.
если не производят значит невыгодно.
в свое время были разработки подобных "гибридных" контакторов - содержат два комплекта контактов: одни медные стандартные, вторые стальные. при включении сначала замыкаются стальные потом медные, при размыкании наоборот. получается удобно: дуга включения-выключения горит на дешевой стали, а основной ток проходит по практически не обгораемой меди.
минус более сложная конструкция. в массовое производство не пошло - чтото там не выгодно.
вариантов море - главное знать зачем их применять.
pfg21, ну вот для электрической сауны - самое то. Любые обогреватели, котёл электрический, умные розетки (там сейчас обычная ЭМ-релюшка или твердотельная omron маленькая. Да, наверно умные розетки и так норм работают и долго слоужат. А контакторы для запуска двигателей всяких?
В общем в том и был вопрос поему это плохая идея и почему не выпускают.
Пока что внятного ответа не обнаружилось, только предположения относительно себестоимости. Но такое себе редположение, ведь УЗО самопальное тоже можно соорудить, но оно будет дооже и менее надёжно. Но делают готовый прибор.
У кого какой опыт, часто контактор на нагрузке киловатт в 6-8 приходится менять? Во сколько это обходится?
А смысл объединять две противоположные по принципу работы и характеристикам вещи в одной?
Проектировщик схемы гораздо лучше знает когда какое использовать, а если использовать в паре, то при каких условиях и в какое время производить коммутацию. Одному надо переключение через 10 сек, другому только при включенной усл. "Кнопка 2".
Ну и абсолютно различные условия наработки на отказ: механическое может выпилится после определенного кол-ва срабатываний, а электронное наоборот после превышения токов/напряжения.
А смысл объединять две противоположные по принципу работы и характеристикам вещи в одной?
Я ж расписал, чтобы объединить в одном устройстве плюсы обеих варантов и избавиться от всех минусов.
Да, компбо-устройство будет дороже, чем электромагнитное и твердотельные по отдельности, но, вроде как, долговеность такого смбиоза должна всё окупить, а монтаж единого устройства вместо рассыпухи и навесного монтажа таймера адержки - это всё таки безопаснее дложно получиться и проще в использовании.
Диф-автоматы же сделали комбинированные, а можно было сказать, что и по отдельнсти нормально было. А ещё у автомата есть тепловой и электромагнитный расцепитель, но можно ж было и отдельно их реализовывать?
Одному надо переключение через 10 сек, другому только при включенной усл. "Кнопка 2".
Зачем? Эти два разнородных реле подключены параллельно. Внешний эффект - это просто включение и выключение нагрузки. Кому и зачем может понадобиться держать мощную нагрузку на твердотельном реле, если оно свою работу выполнит за долю секунды, а потом улягутся все переходные процессы и можно зашунитровать твердотельное обычным контактором. Всё, после доли секунды твердотельное уже не под нагрузкой и ресурс его не страдает от перегрева внутренних компонентов.
То же и с электромагнитным расцепителем. Замыкается он при совсем маленьком напряжении, искры от такого быть не должно, но сопротивление у посеребреных контактов небольшое и ток пойдёт по ним.
Не вижу ни единой причины держать твердотельное дольше. Не вижу никакой необходимости в вариативности схемы. Максимум маленьким подстроечником регулировать интервал переключения в небольших пределах.
Чувствую. что где-то моя логика может быть ошибочной, но не пойму где, за тем и
Ну и абсолютно различные условия наработки на отказ: механическое может выпилится после определенного кол-ва срабатываний, а электронное наоборот после превышения токов/напряжения.
В том-то и смысл, что выпиливаться механическому почти нет причины больше. Основная причина - подгоревшие контакты, перегрев корпуса от дуги при частых включениях. Но ЭМ-реле прибор простой, в нем нет защиты, а в описанный комбайн легко и дешево встроить простую логику защиты по перегреву, по залипанию (но с чего бы оно было залипание без дуги?), по слишком частому включению-выключению по правляющему каналу....
Если искрит или плохой контакт на управляющем канале ЭМ-реле, то оно убьётся из-за дуги постоянных включений и выключений, а в комбо-девайсе такой проблемы практически нет, и от нее легко защититься уйдя в ошибку.
Вот вторая возможность кастомизации - маленький пдстроечный резистор для настройки защитного таймаута при дребезге на управляющем канале.
Сергей Паньков, ДИФ, УЗО, Автомат, тепловой, эм - стандартизированные вещи, там в десятки раз меньше различных параметров и их объединили из-за того что очень часто нужно использовать несколько защит в одном месте. У них там выбора то: 02, 04 кВ и 5 уровней мощности. А сколько существует вариантов различных релюшек?
Дифы смогли потеснить сборку УЗО+АВ+etc только из-за популярности использования каскада защит и схожего строения исполнительной части между устройствами (и то они даже сейчас иногда стоят дороже чем сборка). А вот если понапроизводить комбинированных релюшек, то утыкаемся в вопрос: кому они нужны в таких серийных количествах позволяющих нормально конкурировать со сборками из в сотни раз более популярных и универсальных деталей.
AntHTML, ну вот это уже можно принять как валидную причину.
Типа не так уж часто и надо, чтобы рям клепать в промышленных объёмах...
Ну не знаю. я бы себе на сауну поставил. Уж больно жестко оно там сверкает в щитке при отключении.
Сергей Паньков, Дык при отключении сверкать всеравно будет. Вы же предлагаете комбиреле только на включение с задержкой перехода с полупроводника на контакты. Чтобы выключить, опять же, нужно или перейти обратно на полупроводник, лучше всего управляемый, для плавного снижения мощности, что уже подразумевает отдельные каналы управления. Либо ставить не реле, а нормальный контактор с дугогасительными камерами.
AntHTML, отнюдь. ВОт я писал, что при размыкании в обратном порядке:
При размыкании 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.
Вы себе представляете плавное управление мощностью в, скажем, 8 киловатт? Там шим надо и мощные мосфеты... да и зачем, если нагрузка позволяет выключать и мы пытаемся как раз заменить мощные дорогие контакторы с дугогасительными камерами на комбинированное решение, которое не будет бояться искр из-за короткого перехода на твердотельное реле в ответственный момент.
я бы себе на сауну поставил. Уж больно жестко оно там сверкает
управление мощностью в, скажем, 8 киловатт
Для такой задачи я бы взял 3 ТЭНа по 2.7 КВт вместо одного на 8 КВт, и коммутировал бы их независимо (не одновременно). Вот первое, что приходит в голову (если без микроконтроллерного управления) - это сделать сдвоенный термостат, две части которого будут иметь разную ширину петли гистерезиса, так что получим 4 состояния термостата, через реле включающие от 0 до 3 ТЭНов. Плюс какая-то схема задержки для последовательного начального включения, когда термостат диктует после 0 включить сразу все 3.
hint000, у меня была готовая электрокаменка трёхфазная на 8 киловатт.
У неё на корпусе обычный биметаллический терморегулятор и какое-то внутри своё управление, но я этот регулятор рассматривал как запасной аварийный. На нём регулируется максимальный режим работы.
Штатное управление ведётся с панельки у входа в сауну. Там стоит китайский недорогой терморегулятор с настраиваемым гистерезисом и выносным датчиком. Провод датчика нарастил и установил под деревянной накладкой в зоне на уровне верхней полки на дальней от каменки стене. К панели на входе идёт из вводного щитка (он через стену) UTP. По этому кабелю питается панель терморегулятора с экранчиком, приходят сигналы на контрольные лампочки ("нагрев", "питание") и ходит сигнал от термореле на включение нагрева. Как раз хватило 4 витые пары.
В щитке трехфазный контактор упраляющийся от 220 вольт (какой был, надо было с 12в управлением конечно), блок питания 12в (обычный звонковый +выпрямительный мост и сглаживающие конденсаторы с резистором). Твердотельное реле как в картинках выше, оно у меня управляется низковольтным сигналом с терморегулятора и запиывает мощный контактор. Перед контактором трёхфазный диф-автомат на 30ма утечки и не помню сколько ампер, но соответствовало всё.
Я давно не живу в том доме, где делал эту сауну=).
Схема работала, но при включении\выключении, если темно, то прям видно было вспышки сквозь щели контактора.
Если бы моя схема как-то глюканула или залипла, каменка бы не грела выше установки штатным биметаллическим терморегулятором. На входном щитке показывается температура в парилке, а если надо аварийно отрубить, на анель вынесена кнопка, которая физически обесточивает твердотельное реле.
Да тут косяк в безопасности. Нужно было делать контактор на 12 вольт и разрывать его управляще питание напрямую аварийной кнокой на входной панели. Или уже вести к управляющей панели нормальный кабель ВВГНГ 3*2.5 в штукатурке и через него через сопротивление соединять фазу после УЗО с землей, чтобы оно отрубило всё до контактора.
Сергей Паньков, контактор в любом случае в темноте будет моргать, это его стандартный решим работы, он как и автомат гасит образующююся дугу.
А вот управляющую обмотку контактора было не обязательно брать на 12В, можно было легко взять на 220 и питать ее через промежуточное реле
А вот управляющую обмотку контактора было не обязательно брать на 12В, можно было легко взять на 220 и питать ее через промежуточное реле
Я ж так и написал. что так сделал. Промежуточное реле у меня твердотельное. не нашел просто контактора на 12 вольт.
Просто считаю. что промежуточное реле - это лишняя точка отказа, причем, в случае алипания, относительно опасного отказа.
Лучше без лишнего каскада, мне кажется.
Вероятно - делают. И на основном сайте, в статьях, - попадалось. И на малой мощности (в стиралках) подобную идею пользуют.
Но, судя трудности поиска, нам не известны какие-то подводные камни. Начиная - с культуры применения.
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.
Видел только самоделки, симистор + мощное реле.
Семистор работал только долю секунды, при включении и при выключении, за это время он не успевал значимо нагреться.
Но это было из бедности, мощные семисторы были дороги и редки.
Сейчас какойнибудь BTA100 поставить можно и не париться.
Средний
.
