СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №3/2015

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 48 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2015 Современное решение для коммутации индуктивной нагрузки В статье описано полупроводниковое оптоэлектронное однофазное реле переменного тока РПТ-90 с включением при максимальном амплитудном значении переменного напряжения. Сергей Поплавный (г. Орёл) Время, мс 480 320 160 0 10 20 I U 0 0 100 τ 200 300 400 500 Время, мс 0 100 200 300 400 500 –320 –20 –10 –160 480 320 160 6 12 18 0 Время, мс 0 100 200 300 400 500 Время, мс 0 100 200 300 400 500 –320 –12 0 –6 –160 I U Т ВЕРДОТЕЛЬНЫЕ РЕЛЕ Использование полупроводников привело к появлению нового класса релейной техники – твердотельным реле (ТТР). Если в электромеханиче- ских реле для размыкания (замыкания) цепи использовался механический контакт, то в новом классе устройств эту функцию взяли на себя транзи- сторы и тиристоры (симисторы). Это позволило преодолеть существенные недостатки электромеханических реле: дребезг контактов, возникновение дугового разряда при переключении, большое время переключения и низ- кую надёжность. Помимо этого, управ- ляющая электронная схема снабдила реле «интеллектом»: способностью определять момент перехода комму- тируемого сигнала через ноль, выда- вать сигнал состояния и тому подоб- ное. И всё это при небольших габа- ритных размерах, хорошей защите от механических воздействий и длитель- ном сроке службы. Применение элек- тронных схем также позволило заме- нить электромагнитную развязку опто- электронной, что дало возможность повысить быстродействие и помехо- устойчивость ТТР. С ПОСОБЫ КОММУТАЦИИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Указанные преимущества позво- лили оптимизировать способы при- менения реле в различной силовой аппаратуре. Как правило, при комму- тации активной нагрузки использует- ся режим переключения при переходе напряжения через ноль. Это позволя- ет существенно повысить надёжность и помехозащищённость реле. Одна- ко данный режим не является универ- сальным. Так, возможность включения реле при максимальном (амплитуд- ном) значении коммутируемого сиг- нала позволяет использовать ТТР для оптимизации переключения индуктив- ной нагрузки. Этот процесс отличается от коммутации активной нагрузки тем, что в момент подачи сигнала в электри- ческой цепи начинается процесс пере- хода в стационарный режим, при кото- ром среднее значение тока за период равно нулю. В этом случае в цепи на время переходного процесса, длительность которого зависит от индуктивности и сопротивления цепи (постоянной времени τ = L / R ), появляется постоян- ная составляющая электрического тока, так как цепь работает с подмагничи- ванием. При этом самым нежелатель- ным моментом переключения стано- вится переход напряжения фазы через ноль, когда ток подмагничивания имеет максимальное значение. Такой режим Рис. 1. Переходный процесс при включении реле в момент перехода напряжения фазы через ноль ( τ – постоянная времени электрической цепи) Рис. 2. Переходный процесс при включении реле в момент перехода напряжения фазы через максимальное значение U m