Твердотельные реле KIPPRIBOR - примеры применения

Области применения твердотельных реле

Роль твердотельных реле в современных системах автоматики и управления переоценить трудно. В последние годы в различных областях техники: автомобильной электронике, системах связи, бытовой электронике и промышленной автоматике происходит интенсивная замена электромагнитных реле и контакторов на их электронные твердотельные аналоги.

Однофазные и трехфазные твердотельные реле KIPPRIBOR применяются в различных производственных процессах:

• управлении лампами накаливания,
• нагревательными элементами,
• маломощными электродвигателями,
• электромагнитами,
• соленоидными клапанами,
• а также иными исполнительными устройствами.

Применение твердотельных реле обеспечивает высокую надежность и увеличивает срок службы систем управления технологическим оборудованием.

Твердотельные реле KIPPRIBOR перекрывают диапазоны номинальных токов от 5 до 250 А.

Преимущества твердотельных реле по сравнению с электромеханическими реле и контакторами

• Высокая надежность, обусловленная отсутствием механических контактов, подтверждается высокой наработкой на отказ;
• Неизменные характеристики в течение всего срока службы;
• Отсутствие дребезга контактов, искр и электрической дуги при коммутации, что значительно снижает внутрисхемный уровень помех в аппаратуре и обеспечивает стабильность её работы;
• Отличные характеристики изоляционных свойств между управляющими и силовыми цепями (до 4 кВ), высокое сопротивление изоляции корпуса;
• Низкое энергопотребление: твердотельные реле потребляют электроэнергии значительно меньше, чем электромагнитные реле и контакторы;
• Отсутствие акустического шума;
• Высокое быстродействие;
• Малые габариты и вес.

Примеры применения твердотельных реле

Твердотельные реле с легкостью интегрируются в любые системы автоматического управления и контроля технологических процессов, упрощают монтаж, повышают надежность и производительность оборудования.

Регулирование температуры по двум каналам с использованием измерителя-регулятора ТРМ202

Регулирование температуры с использованием измерителя-регулятора ТРМ201

Регулирование температуры по ПИД-закону с использованием ПИД-регулятора ТРМ210

В технологических процессах с точным поддержанием температуры, применяются ПИД-регуляторы и специализированные промышленные контроллеры. Точное поддержание уставки требует высокой частоты срабатывания исполнительных механизмов, что приводит к быстрому износу коммутационного оборудования (электромагнитных реле, контакторов). Для таких применений твердотельные реле оказываются незаменимыми, т.к. число циклов их коммутации исчисляется миллиардами (при правильной эксплуатации и соблюдении температурного режима работы устройства).

Трехфазные твердотельные реле можно применять как для коммутации трехфазной нагрузки, так и для нагрузки, которая разделена пофазно. Трехфазные твердотельные реле KIPPRIBOR серии НТ, в отличие от других производителей не имеют сквозной фазы, а коммутация происходит по каждой фазе, что позволяет применять реле для одновременного управления тремя группами нагрузки.

Регулирование температуры в нескольких зонах с использованием ПИД-регулятора ТРМ101

Поддержание температуры экструдера в нескольких зонах с использованием ПИД-регулятора ТРМ101 и счётчика импульсов СИ8

Применение твердотельных реле в экструзионных аппаратах, позволяет обеспечить высокую частоту коммутации и высокую надежность срабатывания исполнительных механизмов в процессе работы установки. Это достигается бесконтактной коммутацией, которая исключает дребезг, искрение и залипание контактов.

Процесс управления электроприводом задвижек на базе ПИД-регулятора ТРМ212

Твердотельные реле наилучшим образом подходят для замены бесконтактных реверсивных пускателей в процессе управления электроприводом задвижек.

Применение ТТР с функцией регулирования выходного напряжения серии VA и серии U

Реле модификации VA позволяет вручную управлять нагревательными элементами (регулирование мощности ТЭНов спиралей), лампами накаливания (регулирование уровня освещенности).

Более того, реле может быть использовано для выравнивания мощностей группы нагревательных элементов в случае необходимости равномерного прогрева всех зон печи: сверху-снизу-справа-слева.

Применение ТТР для коммутации постоянного тока серии DD3

Модификация DD3 разработана для широкого применения в подвижном оборудовании с аккумуляторным питанием. Наглядным примером могут служить электропогрузчики, штабелеры, детские парковые аттракционы, портативные генераторы и другие автономные устройства. Замена электроконтакторов и электромагнитных реле в вышеуказанном оборудовании на твердотельные реле позволит существенно повысить надежность и срок их службы.

Экономические преимущества твердотельных реле

Изучив преимущества твердотельных реле (ТТР),рассчитаем предполагаемый экономический эффект.

Преимущество и надежность твердотельных реле перед электромагнитными пускателями можно показать простым арифметическим расчетом.

Предположим, что мы используем контактор для коммутации цепи питания нагревательного элемента, который поддерживает температуру в технологическом процессе при помощи ПИД-регулятора. Допустим, что контактор рассчитан на номинальный ток 150 А. В среднем при таком режиме работы контактор включает нагревательный элемент 10 раз в минуту. Число циклов коммутации контактора, рассчитанного на такие токи в среднем составляет 1 200 000 циклов.

Рассчитаем сколько раз будет срабатывать контактор за один рабочий день (8 часов):

За один час контактор будет срабатывать:
10 x 60 = 600 раз, где 10 - количество включений в минуту.

За один рабочий день контактор будет срабатывать:
600 х 8 = 4 800 раз, где 600 - количество включений контактора в час, 8 - количество часов.

Разделив количество возможных циклов коммутации контактора (справочные данные) на количество срабатываний за один рабочий день, мы получим количество дней, которое контактор сможет функционировать:
1 200 000/4800 = 250 дней, где 1 200 000 - ресурс контактора (количество циклов), 4800 - количество включений в день.

Исходя из расчетов, можно сделать вывод, что контактор будет находиться в рабочем состоянии меньше года, в то время как твердотельное реле, при соблюдении температурного режима, может работать десятилетиями, не производя шума, искрения контактов и электромагнитных помех, оказывающих влияние на работу оборудования, находящегося рядом.

Финансовые затраты на контактор:

Стоимость контактора PMU15022М составляет 5700 рублей.

В год необходимо произвести 2 замены.
Итого: 5 700 x 2 = 11 400 рублей.

За три года эксплуатации оборудования мы заменим 6 контакторов и наши затраты будут равны:
5 700 x 6 = 34 200 рублей (без учета простоя оборудования и оплаты труда технической службе).

Финансовые затраты на твердотельное реле:

Стоимость ТТР KIPPRIBOR BDH20044ZD3 составляет 1 711 рублей (для сравнения выбрали твердотельное реле с рекомендуемым 40% запасом по току).

Радиатор серии РТР039 стоит 4 248 рублей.

Срок эксплуатации в отличие от контактора не ограничен числом коммутаций, следовательно, не требует замены.

При соблюдении условий эксплуатации одно твердотельное реле может прослужить более 3-х лет. За 3 года эксплуатации твердотельного реле с радиатором Ваши затраты составят 5 959 рублей.