星辰大海路上的種花家
用固態無觸點開關代替接觸器,應用有那些侷限性?
題目說的固態無觸點開關應屬於一種無觸點受控開關,為四端器件,稱作固態繼電器。它有兩輸入端和兩輸出端,分別稱作控端和受控端。固態繼電器代替接觸器,有優勢也有劣勢。
兩者做一些基本比較
在用途方面,兩者的用途基本相同,都可用於接通或斷開供電線路及電機控制等電器設備的啟停。從使用場合來看,接觸器的使用場合要求較高,例如空氣較乾燥、粉塵較少、腐蝕性氣體較小等場合,安裝方面要求垂直安裝。而固態繼電器是種無觸點開關,接線進行壓接好後可以用在防爆、惡劣環境等場合,無特殊安裝要求。從它們的可靠性看,固態繼電器可靠性高於接觸器。固態繼電器的控制信號範圍在3-32VDC之間都可無觸點接通與斷開,由於它是無火花開關,極大提高固態繼電器的可靠性。接觸器通與斷過程是有火花產生,因此觸頭電流大易燒燬。若電壓過低那會使觸頭出現吸不牢或斷不來,也易燒燬觸頭,甚至產生更大安全事故。過載能力方面,固態繼電器跟接觸器相比弱多了。同時固態繼電器負載端不能出現短路情況,若有則基本燒燬。接觸器在這方面優勢明顯,承受的浪湧電流和開斷電流能力強,負載端有短路現象斷開及時,不一定燒燬,這是固態繼電器無法具備的能力。
固態繼電器使用的侷限性
固態繼電器使用時,負載情況。若負載屬感應或容性負載,不宜應用,最好為阻性負載。雖然固態繼電器處在斷開狀態,若是用到感性或容性負載,它的受控端因為容性或感性負載產生的高低不等的感應電壓,這時固態繼電器的斷開類似藕斷絲連,並沒做到物理意義上的真正斷開。例如還有很多負載瞬間接通會有很大浪湧電流產生,引起發熱嚴重散熱不及時,易燒燬損壞。對環境溫度要求較高,環境溫度會引起固態繼電器的負載承受能力。固態繼電器使用時對控制信號和負載電源要求是需要穩定。在安裝時要遠離射頻干擾、電磁干擾以免誤動發生事故。
雖然說固態繼電器可以實現與接觸器一樣的功能,但是優劣點並存,應用的領域比較廣泛,使用時考慮的因素也是使用的關鍵。因此在固態繼電器管理使用的注意的一些問題,器件發熱、負載、干擾、過流過壓保護等問題都需要注意的。
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固態繼電器和接觸器都是常用的開關器件,兩者根據使用環境,既有優勢又有缺陷,要綜合考慮。其優勢和劣勢可以從其區別上來分析。
1.從響應時間方面考慮
接觸器的觸點為機械式觸點,在關閉和打開的瞬間,都會出現抖動/彈跳現象,相應時間為ms級別,一般為10-30ms。
而固態繼電器的觸點為電子式,由功率器件實現,相應速度快為us級別。
↑ 電動汽車用直流接觸器
2.從使用壽命考慮
接觸器的機械觸點在使用過程中有使用壽命/吸合次數的限制,電流越大壽命越短。
而電子式觸點在額定的使用範圍內無壽命限制。
↑直流回路固態繼電器
3.從電弧方面考慮
機械式觸點在帶電流吸合/斷開的時候,都會出現電弧現象,流過觸點的電流越大,電弧現象越嚴重,久而久之電弧會將觸點腐蝕。
而電子式觸點不會出現電弧現象。
4.從控制方式方面考慮
接觸器是通過線圈得電/失電,從而使觸點吸合/斷開,使用說明都會標註線圈的控制電壓,比如DC5V,DC12V,DC24V等;
而固態繼電器是通過直流電壓信號控制的,比如DC3-12V。
5.從控制迴路考慮
機械式的接觸器/繼電器,一般都可用於直流回路或者交流回路(除非有特別說明),不區分。而固態繼電器是區分直流回路或者交流回路的。因為固態繼電器是通過MOS管來實現,可以是可控硅也可以是NMOS,所以要區分直流/交流回路。
6.從噪聲方面考慮
這一點,無疑固態繼電器是佔有優勢的,因為機械式觸點噪聲較大,而固態繼電器無聲音。
7.從散熱角度考慮
根據通過電流的不同,固態繼電器需要加散熱片,通過電流越大(範圍內)所需的散熱片越大。
以上就是接觸器和固態繼電器幾個方面的比較。
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固態無觸點接觸器——電子控制開關電路,簡稱——開關電路。只能在中小功率的系統中用作調壓調速,同時必須串聯機械隔離開關。沒有人敢單獨把它用作隔離開關的,因為容易因為意外的信號源而誘發誤操作。而且在大功率使用中發熱量大,效率低,散熱困難。